[发明专利]Mo－Cu复合粉末

说明书

本发明涉及钼铜(Mo-Cu)复合粉末，尤其涉及用来制作用于电子学、电子包装和电器工程用途的元件的Mo-Cu复合粉末。这些用途的例子包括散热片、散热器、电接触件以及焊接电极。

Mo-Cu假合金的特性类似于W-Cu假合金。然而，它们具有重量更轻和可加工性更高的额外优点，这使得它们更适用于微型电子工业。

制作由Mo-Cu假合金构成的工件的常见方法之一包括用液态铜渗透进单独烧结的多孔钼坯料中。所渗透的工件具有用作假合金的骨干的固态钼构架。该构件在渗透(以及高温操作)期间通过毛细作用力保持液态铜。该渗透方法的一个缺点在于，它不允许近似于网状或网状部件的制造。因此，就需要许多机加工操作来得到渗透工件的最终形状。

形成Mo-Cu工件的其它方法包括采用粉末冶金(P/M)技术例如热压法、爆炸压制法、喷射铸造法、带式成形以及轧制来使钼和铜粉末的混合物固结。和渗透方法不一样，这些方法没有用于烧结钼构架的单独步骤。因此，通过P/M方法制成的工件不是完全缺乏钼构架就是其构架强度降低。建议用高压紧力、再压制再烧结以及在压力下烧结(热压)来提高Mo-Mo触以及钼构架的强度。虽然P/M技术允许近似于网状或网状部件的制造，但是将工件烧结至完全致密，在Mo-Cu系统中缺乏可溶性、钼对于铜的润湿性差并且铜在烧结期间会从组分中渗出的情况下是复杂的。另外，加入烧结活化剂例如镍和钴来改善密实度对Mo-Cu假合金的导热性是有害的，而导热性对于许多电子工业用途来说是至关重要的。

为了改善通过P/M方法制成的Mo-Cu假合金的均匀性和密度，曾经采用过Mo-Cu复合粉末，其中钼微粒通过化学沉积或电镀方法被涂覆上铜。然而，该铜涂层减少了钼微粒之间的接触面积并降低了钼构架的强度。而且，这些粉末没有防止在烧结期间铜从组分中渗出，并且仍然需要热压来改善工件的烧结密度。因此，最好能有这样一种Mo-Cu复合粉末，该粉末能够应用在P/M方法中以在没有铜渗出的情况下形成具有坚固的烧结钼构架的网状或近似于网状的Mo-Cu工件。

本发明的目的在于消除现有技术的那些缺点。

本发明另一个目的在于提供具有一种相分布的Mo-Cu复合粉末，该相分布有利于形成坚固的钼构架并且有利于在烧结期间铜在构架内部的渗透。

本发明还有一个目的在于提供一种用于生产一种具有高度混合金属相的钼-铜复合氧化粉末的钼-铜复合氧化物粉末。

本发明还有一个目的在于提供一种制作具有坚固的钼构件和高烧结密度且没有铜渗出的钼-铜假合金工件的P/M方法。

根据本发明的一个目的，提供一种钼-铜复合粉末，其包括单独有限的微粒，每个微粒具有铜相和钼相，其中钼相基本上包着铜相。

根据本发明另一个目的，提供一种制作CuMoO₄基复合氧化粉末的方法，该方法包括：

(a)形成氧化钼和氧化铜的混合物，氧化钼来自重钼酸铵、偏钼酸铵或二氧化钼；以及

(b)在某一温度下烧制该混合物足够的时间，以形成CuMoO₄基复合氧化物。

根据本发明另一个目的，本发明的钼-铜复合粉末是通过以下方法制成的：

(a)第一步把CuMoO₄基复合氧化粉末还原，以形成一种金属铜和钼的氧化物的初始混合物，而不会形成低熔点的钼酸亚铜相；以及

(b)第二步在一个温度下是该初始混合物还原足够的时间，以把氧化钼还原成金属钼。

在本发明另一个方面中，还提供一种用于制作钼-铜假合金的方法，该方法包括：

(a)使钼-铜复合粉末固结以形成一种压块，该钼-铜复合粉末的铜含量大约为2wt.％到40wt.％并且包括单独的有限微粒，每个微粒具有铜相和钼相，其中钼相基本上包着铜相；

(b)在第一烧结步骤中在大约1030℃到1050℃之间的温度下烧结该压块以形成钼构架；

(c)在第二烧结步骤中，在大约1050℃到1080℃之间的温度下，对由铜含量约为26wt.％到40wt.％的复合粉末制成的压块进行烧结，而在大约1085℃到1400℃之间的温度下对由铜含量约为2wt.％到25wt.％的复合粉末制成的压块进行烧结。

图1为通过相对铜含量为15wt.％的基于CuMoO₄复合氧化粉末在300℃下的氢还原而形成的第一阶段还原产品的X射线衍射图案。

图2为采用反向散射电子成像方法得到的钼-铜复合粉末的烧结块的断面的SEM显微照片。