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北京科技大學材料科學與工程學院研究開發的高性能W-Cu、Mo-Cu合金是一類采用新工藝制備的金屬功能材料。自1996年以來，本項目得到了國家自然科學基金、國防預研基金等大力支持與資助，歷時6年完成。采用先進的活化工藝對原材料粉末進行處理，再采用特殊的固結手段，制備出的W-Cu、Mo-Cu合金性能達到了國際先進水平。它兼有鎢（或鉬）與銅的綜合性能，例如高的導熱性、優異的高溫強度、良好的抗震性、抗燒蝕、抗高溫氣體腐蝕性、以及可調節的熱膨脹系數等。W-Cu合金的密度為16.36g/cm3，熱膨脹系數為7.2×10-6/℃，熱導率為182Wm-1K-1，彈性模量為274.6GPa，全部達到或超過了進口件的性能，已用于我國國防和電子和民用工業部門。 由于W-Cu、Mo-Cu合金具有其它材料所不具備的優異性能，因此可以在眾多的領域得到廣泛的應用。例如在電子通訊領域可以用于散熱與熱沉材料、電子封裝材料，在工業電氣領域可以用于真空觸頭，在航空航天領域可用于尾部噴管喉襯、燃氣舵，在地質勘探與石油領域可用于巖石破碎彈的藥型罩等。

由于W和Cu兩種材料的熔點相差較大，采用熔鑄方法很難使兩組元之間均勻熔化和熔合，傳統的W-Cu復合材料制備方法主要采用粉末冶金制備技術：包括熔滲法、活化燒結法等。熔滲燒結時，液相Cu僅靠W骨架孔隙的毛細管作用滲入，銅凝固相不容易細小均勻；而高溫燒結又會使W顆粒聚集長大，最終形成粗大不均勻的組織。活化燒結法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化劑，但活化劑的加入會顯著的降低W-Cu材料的電導率，同時活化燒結后鎢坯的收縮變形較大，并且其燒結率隨燒結溫度的不同而變化，鎢坯的密度不好控制，最終導致滲銅后W-Cu材料的化學成分偏差較大。這些組織的不致密與不均勻最終影響材料的關鍵性能如硬度、斷裂強度、電導率、熱導率等。 隨著科學技術的發展，對高比重W-Cu合金的成分、結構形態，強度、致密性以及尺寸穩定性及變形能力等性能要求越來越高，急需制備技術的創新和發展。冷噴涂是近年發展起來的一種新型噴涂技術，由于噴涂溫度較低，噴涂材料不易氧化，涂層能夠保持原始設計成分；另外熱影響小、熱殘余應力低，能夠制備厚涂層及塊體材料。 然而研究發現，采用兩組元或多組元機械混合粉體喂料制備冷噴涂復合涂層時，如果不同組元之間顆粒材料的特性相差較大，則它們的沉積行為及沉積難易程度就會各不相同，最終導致涂層中軟質相含量較高、硬質相含量偏低，使涂層偏離設計成分；即使通過提高混合粉體中硬質相的相對含量也很難從根本上解決上述問題。本發明提供了一種以銅包鎢粉末為原料用冷噴涂技術制備鎢、銅復合材料的新方法。制備的復合材料沉積體無氧化，保持了與粉體喂料相同的組織結構；W和Cu兩相分布均勻，無偏聚，孔隙率低；硬質相鎢含量比采用混合粉制備的涂層大幅度提高；而且還可以通過后續致密化處理使材料進一步致密化。 已申請專利：“一種制備高鎢含量、均勻致密W-Cu復合材料的方法”，中國發明專利申請號：201110329570.1.，專利申請時間：2011.10.26，專利公開日：2012.02.29

高速列車具有安全性好、正點率高、快速等優點。能有效地改善交通環境，帶動國民經濟的發展。20世紀60年代以來，隨著鐵路電氣化的高速發展，鐵路運輸一再提速，對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高，因為在電氣化鐵路運行過程中，接觸導線不僅要承受較大的懸掛張力，同時還經受著通過電流時引起的熱作用。因此，材料要求在具有良好導電性能的同時還應具有高的抗拉強度，而且在電流負荷增大、溫度升高時仍然要保持較高的強度。接觸線既要提供高速列車所需的動力、照明和空調等用電，又要承受較大的軸向拉力，同時還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強等環境中，總的來說，電力傳輸線必須具有以下性能：能夠滿足高速列車速度和電流的要求，具有足夠的抗拉強度來承受振動，高導電率，耐磨性好，耐熱性好，抗軟化溫度高，軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強度不小于初始態的90%，抗大氣腐蝕性能好，線膨脹系數小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產品，花費了大量外匯。因此，對國產銅及銅合金接觸線的研制開發具有重大的經濟價值。本研究開發的析出強化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經能夠滿足工業化生產的需要。

W-氧化物電極材料（通常氧化物種類為ThO2,CeO2及La2O3等，含量為2%重量百分比）廣泛應用于惰性氣體保護電弧焊和等離子體焊接、切割、噴涂、熔煉等工業領域。在使用過程中，電極材料擔負發射電子，維持電弧穩定燃燒的作用，同時還承受高能離子轟擊和高燒蝕等惡劣服役條件。正是由于其重要地位，電極材料被譽為電弧等離子體發生器的"心臟"。采用先進特殊工藝開發的新

人類文明的高度發展，既帶來了生活的便利與舒適，同時也增添了病菌傳播的機會。近年 來世界上大規模傳染性疾病的時有發生，例如，1996年日本發生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國、蒙古等國家發生的口蹄疫事件，2003年我國流行的SARS事件，至今在許 多國家相繼爆發的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結核病和肝炎等，都給世 界帶來了震驚和恐慌，也給人類生命財產造成了重大的損失，促進了人類對健康生存環境的追 求。自上世紀80年代以來，各種各樣的抗微生物材料發展十分迅速。抗微生物制品在保護人類 健康、減少疾病、改善生活環境等方面可以起到綠色屏障的作用。據CBS調查，52％的美國民 眾購買日用品時，會注意產品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無論是以歐美為代表采用有機抗菌劑，還是以日本為代表采用無機銀離子或納米級 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應該同時對絕大多數微生物有效，而且不應該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機等都會因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數有機抗生素的作用機理在于影響微生物的新陳代謝，進而達到抑制其生 長繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導致微生物抗藥性的增加，會給人類健康帶來更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點的抗菌劑，如陽離子型抗菌劑，通 過正負電荷的靜電吸引作用，破壞細胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發展方向。 本項目創建了一類高效、廣譜、對人體安全無毒的抗微生物材料，其特點是將特定的陽 離子型功能團齊聚物鍵合到應用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現有技術的缺陷，是抗微生物材料方面一個有 突破意義的發明。

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針對車用空調鋁合金葉片需要的硬度和耐磨型的要求，開發了基于Ni-Co-P 三元合金與硬質顆粒（Si3N4涂\A1203\Si02等的復合電鍍或復合化學鍍層技術， 產品性能與日本的表面處理技術相近，打破了日本對我國的技術封鎖，目前該技 術已在重慶某廠使用。

高速列車具有安全性好、正點率高、快速等優點。能有效地改善交通環境, 帶動國民經濟的發展。20世紀60年代以來, 隨著鐵路電氣化的高速發展, 鐵路運輸一再提速, 對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高, 因為在電氣化鐵路運行過程中, 接觸導線不僅要承受較大的懸掛張力, 同時還經受著通過電流時引起的熱作用。因此, 材料要求在具有良好導電性能的同時還應具有高的抗拉強度, 而且在電流負荷增大、溫度升高時仍然要保持較高的強度。接觸線既要提供高速列車所需的動力、照明和空調等用電, 又要承受較大的軸向拉力, 同時還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強等環境中,總的來說, 電力傳輸線必須具有以下性能: 能夠滿足高速列車速度和電流的要求, 具有足夠的抗拉強度來承受振動, 高導電率, 耐磨性好, 耐熱性好, 抗軟化溫度高, 軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強度不小于初始態的90% , 抗大氣腐蝕性能好,線膨脹系數小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產品, 花費了大量外匯。因此，對國產銅及銅合金接觸線的研制開發具有重大的經濟價值。本研究開發的析出強化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經能夠滿足工業化生產的需要。 主要性能指標 1.抗拉強度σb>580MPa； 2.延伸率>5%； 3.導電率>75%IACS； 4.設計使用壽命：15年。