纳米晶难熔金属高密度钨合金的研究现状及应用发展前景

   由于难熔金属钨合金具有密度高、硬度高、强度高、延性好等一系列优异的物理、力学性能,在国防军工、航空航天、电子信息、能源、冶金、机械加工工业和核工业等领域中有着不可替代的作用,在国民经济中占有重要的地位,受到了世界各国的高度重视,已成为材料科学界最为活跃的研究领域之一。

   随着科学技术日新月异的发展与更新换代,对材料也提出了更苛刻的要求。材料工作者们采用了多种方法细化晶粒以提高材料的性能,如添加合金化元素,其中Ta、Mo、Re等被证明是较为有效的,能够使基体的晶粒显著细化,从而改善强度和硬度;美国、英国等国家的材料工作者采用大变形的方法使材料的综合性能有一定的提高[2];等等。这些方法虽然在不同程度上提高了现有难熔金属及其复合材料的某些性能,但在全面改善其综合性能方面仍无突破性进展。

   采用新的技术和新型材料是研究发展新型高强韧钨合金材料的发展方向。纳米材料是21世纪最为热门的一种新型材料。由于纳米材料具有许多传统材料无法比拟的特殊性能,使其成为对提高材料性能最具有前景的一个研究方向。本文综述了近几年来纳米难熔钨合金的粉末制备和烧结技术方面的研究发展状况,分析了存在的问题,指出了该新型材料的应用发展前景。

当今世界难熔材料的研究已由传统的“高纯、超细、均匀”演变为“纳米晶、复合设计和集成制造”。通过这些先进技术,难熔钨基复合材料不但可以保留自身诸如高熔点、耐腐蚀等优良性能,而且大幅度提高综合力学性能。

随着科学技术的发展,难熔钨合金材料不仅在国防军工、航空航天领域继续发挥重要的作用,同时,它在电子信息、能源和动力机械中难熔材料用量也将大幅度上升,预计将增长23倍。因此发展高性能的纳米晶难熔钨合金的市场前景十分广阔。纳米晶难熔钨合金的出现将不仅在高性能结构材料上具有广泛的用途,而且由于纳米晶材料的奇异性能,开发纳米晶难熔钨合金功能材料将也具有广阔的发展前景。

我国的难熔材料资源十分丰富,已探明的钨、钼、钽、铌的工业储量均居世界前列(其中W含量居世界第一,Mo居第二,Ta和Nb居第三),但是对资源的深加工显得特别薄弱,使得我国难熔金属制品在国际上仍缺乏竞争力,经济效益低。因此,面对日益激烈的科技竞争,在纳米技术日新月异的今天,抓住机遇,大力开发纳米晶难熔金属复合材料势在必行。