W-Cu复合材料具备较好的导热性能、导电性能和低的热膨胀系数,所以被大量用作电接触材料和电极材料。二十世纪九十年代以来,微电子产业飞快发展,这样,在大功率微波器件和大规模集成电路中,作为热沉材料中的散热元件、基片和连接件出现的W-Cu复合具有更加广阔的应用空间。当前钨骨架渗铜法制备的钨铜材料相对密度不高、强度较差、电导率较低,尤其对于钨含量较高的钨铜材料,其组织均匀性和孔隙度更难控制,从而限制了其在高新技术领域的应用。采用纳米复合粉末烧结的方法制备钨铜材料能够有效克服熔渗法制备钨铜材料的缺点。一步烧结便能达到近全致密,而且组织均匀、晶粒细小,但关于纳米晶钨铜材料的烧结机制尚不清楚。本论文以溶胶-喷雾干燥-多步氢还原法制备了纳米晶钨铜复合粉末,研究其致密化机制,分析其烧结过程中的固溶和扩散行为,获得了以下的研究成果:　　 (1)研究了纳米钨铜粉末的固溶行为,通过测量钨相和铜相的晶格常数,计算钨相和铜相的固溶度,结果显示,在喷雾干燥纳米W-Cu粉末中,W相和Cu相中均出现了一定程度的固溶行为。在纳米W-Cu粉末中,随着Cu含量的增加,W在Cu中的固溶度有逐渐升高的趋势。　　 (2)研究了纳米钨铜粉末在烧结过程中固溶度的变化,在烧结过程中,随着烧结温度的升高,W在Cu中的固溶度呈逐渐增大的趋势。研究发现,在1100℃至1200℃之间,W在Cu中的固溶度增长较快,从1.27wt％陡升至4wt％,这个温度范围也是W-Cu材料致密化较快的阶段,该增溶过程加速了纳米晶W-Cu复合材料在烧结中的致密化过程。　　 (3)研究了纳米钨铜材料的扩散行为,研究发现,钨原子在铜相中的扩散是互扩散过程中的主要机制,在铜相中,随着扩散距离的增长,钨含量成逐渐降低的趋势。在扩散界面处的铜相中,钨元素最高可以达到56wt％左右。在纳米钨坯中的各个部位,铜含量都相对较低,只有1.1wt％左右。　　 (4)由于纳米铜坯某些部位形成了一定的缺陷,而晶体缺陷对扩散起着快速通道的作用,晶体缺陷处点阵畸变较大,原子处于较高的能量状态,所以各种缺陷处的扩散激活能较小,加快了原子的扩散。这样,这些部位的扩散率先进行,造成了沿平行于界面的方向,W的分布不是很均匀。