Logo

新闻中心

媒体资讯

媒体资讯

Mo90Cu10(钼铜合金)

发布:sonhooalloy 浏览:5469次

Mo90Cu10 是一种重要的假合金复合材料。顾名思义,其名义成分是 90重量百分比(wt.%)的钼(Mo)和10 wt.%的铜(Cu)

这是一种典型的“金属-金属”复合材料,而非传统意义上的固溶体合金。由于其独特的性能组合,它在高端工业领域有着重要应用。下面我将从成分、结构、性能和应用几个方面进行详细阐述。

1. 成分与制备

  • 名义成分: 90 wt.% Mo, 10 wt.% Cu。

  • 实际成分: 在生产中可能存在微小波动(如Mo 88-92%, Cu 8-12%),以满足特定的性能要求。

  • 关键点: 钼和铜在液态和固态下都几乎互不相溶,无法通过传统熔炼方法形成均匀合金。

  • 制备工艺: 必须采用粉末冶金技术。

  • 混合: 将钼粉和铜粉按比例均匀混合。

  • 压制: 在高压下将混合粉末压制成所需形状的坯体。

  • 烧结: 在高温(高于铜的熔点1083°C,但低于钼的熔点2620°C)和保护气氛(如氢气)下进行烧结。此时铜熔化并借助毛细作用力渗透到钼粉骨架的孔隙中,形成致密的复合材料。这个过程也称为“熔渗烧结”。

2. 微观结构与相组成

  • 两相结构: 材料由连续的钼骨架和填充在骨架孔隙中的铜相组成。

  • 无新相: 钼和铜之间不发生化学反应,不形成金属间化合物,保持各自纯金属的晶体结构(Mo为体心立方,Cu为面心立方)。

  • 界面: 钼和铜之间是机械结合界面,结合强度取决于工艺质量。

3. 主要性能特点

Mo90Cu10的性能是其两相复合的直接体现,兼具了钼和铜的优点:

性能类别

具体表现与数值范围

说明与优势

物理性能

导热性: 140 - 170 W/(m·K)

高导热。虽低于纯铜(~400 W/(m·K)),但远高于许多其他合金。铜相提供了优异的导热通道。


热膨胀系数(CTE): 6.5 - 7.5 × 10⁻⁶ /K

低膨胀。接近半导体芯片(如硅、砷化镓)和陶瓷基板(如氧化铝、氮化铝)的热膨胀系数,这是其最核心的优势之一。


密度: ~10.0 g/cm³

高密度,介于钼(10.2)和铜(8.96)之间。

热性能

耐热性

钼骨架提供了高温强度和形状稳定性,使用温度可达铜的熔点(1083°C)以上。


抗热震性

优异。高导热利于热量快速扩散,低膨胀减少了热应力,两者结合使其能承受剧烈的温度变化而不开裂。

力学性能

强度与硬度

高于纯铜。钼骨架起到主要的强化作用,室温强度和高温强度都较好。


塑性加工性

。作为一种脆性的两相复合材料,几乎不能进行塑性变形(如轧制、拉伸)。加工主要依靠烧结近净成形、磨削和电火花加工。

电性能

导电性: 约 40% IACS

导电性良好,低于纯铜(100% IACS),但足以满足大多数电子封装的应用需求。

其他性能

真空性能

在真空高温下,铜可能会蒸发,因此有使用温度限制。


可焊性

可以进行钎焊,通常使用银基钎料,但需注意热膨胀匹配问题。

4. 核心性能优势总结

  1. 优异的热管理能力高导热 + 低膨胀。这是Mo-Cu材料的“黄金组合”,使其能够将电子器件产生的热量迅速导出,同时避免因与芯片材料热膨胀不匹配而产生应力,导致失效。

  2. 良好的高温稳定性与强度

  3. 无磁性

  4. 可调节性: 通过改变Mo/Cu比例(如Mo85Cu15, Mo80Cu20等),可以在一定范围内“定制”其热膨胀系数和导热率,以匹配不同的材料。

5. 主要缺点

  1. 成本高: 钼金属和粉末冶金工艺成本都较高。

  2. 加工困难: 只能采用磨削、线切割等特种加工。

  3. 密度大: 不适合对重量敏感的场合。

  4. 抗氧化性差: 高温下钼和铜都易氧化,通常需要在保护气氛或表面镀层下使用。

6. 主要应用领域

基于其低膨胀、高导热的特性,Mo90Cu10主要用于:

  • 电子封装: 大功率微波器件、激光器、射频功率管、集成电路的散热基板和载体。

  • 热沉材料: 用于高功率半导体激光器、LED、CPC等需要高效散热的部位。

  • 航空航天: 作为导弹的舵面、头锥等高温部件的散热部件。

  • 电火花加工电极: 用于加工精密模具。

总结

Mo90Cu10是一种通过粉末冶金法制备的钼-铜两相复合材料。它不是传统合金,而更像一种“金属陶瓷”。其最大特点是实现了低热膨胀系数与高导热率的理想结合,成为高可靠性电子器件和激光器封装的关键材料。尽管存在成本高、加工难的缺点,但在要求严苛的热管理领域,其性能具有不可替代性。



  • 13918129114
    24小时服务热线
  • chinasonhoo@163.com
    企业邮箱
  • 上海市奉贤区奉浦大道111号
    商虎地址
Copyrights©2022 上海商虎有色金属有限公司 备案号:沪ICP备2023034319号-1