镀W金刚石/铝复合材料的制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属基复合材料的制备方法。
技术介绍
信息时代到来，随着电子技术的飞速发展，电子元器件的特征尺寸不断减小，集成电路的集成化程度日益提高，其发热量越来越大，由此导致集成电路的工作温度不断升高，严重影响其工作稳定性和安全可靠性。如何有效的散热，成为电子封装技术发展的瓶颈。传统电子封装材料已经不能满足高速发展中的电子封装技术对于材料高导热的需求，开发高导热，低密度，热膨胀系数匹配，足够的强度和刚度的新型电子封装材料迫在眉睫。金刚石具有优异的综合热物理性能，其热导率在室温下为700～2200W/(m·K)，热膨胀系数为0.8×10-6/K，是理想的增强相。铝的密度低，成本低，通常被选用为基体材料。金刚石颗粒与基体铝的润湿性差，无法实现良好界面结合，无法最大程度发挥金刚石优异的热物理性能。并且，金刚石与铝发生反应，生成Al4C3，其性脆、易潮解，对复合材料性能的稳定性产生不利影响。所以，改善界面结合，避免有害界面产物的生成，制备出综合性能优异的复合材料，是目前金刚石/铝复合材料领域中的核心研究问题。在金刚石/铝复合材料制备工艺的改进与开发方面，传统挤压铸造方法得到的复合材料热导率过低，放电等离子烧结以及真空热压对金刚石的体积分数有很大限制，无法制备出高体积分数，高导热，高致密度的复合材料。并且放电等离子烧结和真空热压的工艺流程复杂，成本较高。挤压浸渗与无压浸渗虽然成本相对较低，工艺流程相对简单，但是制备得到的复合材料热导率也不够理想。在金刚石颗粒表面改性方面，溶胶凝胶无法无法得到纯金属薄膜，一般得到的是金属氧化物薄膜，随后需要在较高的温度下还原。...
【技术保护点】
镀W金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于制备方法如下：一、金刚石颗粒表面镀W：采用钨靶，将经过预处理的金刚石颗粒在磁控溅射气压为5×10‑3～9×10‑3Pa、溅射电压为600V、溅射电流为0.9A、溅射温度为300℃的条件下，溅射90～360min，得到W涂层厚度为50～200nm的镀W金刚石颗粒；二、预热：将镀W金刚石颗粒填入模具内，纯铝锭置于坩埚中，将模具和装有纯铝锭的坩埚置于真空炉中，抽真空，以25℃/min的速度升温到500℃，保温20min，然后在10min内升温到700℃，坩埚中的纯铝锭融化后倒入填有镀W金刚石颗粒的模具内；三、加压浸渗：用炉内压力机施加10～15MPa压力，使熔融铝浸渗入镀W金刚石颗粒中，然后以100℃/h的降温速率降温到300℃以下，卸载压力，关闭真空炉，脱膜，得到镀W金刚石/铝复合材料；所述镀W金刚石/铝复合材料中镀W金刚石颗粒体积分数为55～65％。
【技术特征摘要】
1.镀W金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于制备方法如下：一、金刚石颗粒表面镀W：采用钨靶，将经过预处理的金刚石颗粒在磁控溅射气压为5×10-3～9×10-3Pa、溅射电压为600V、溅射电流为0.9A、溅射温度为300℃的条件下，溅射90～360min，得到W涂层厚度为50～200nm的镀W金刚石颗粒；二、预热：将镀W金刚石颗粒填入模具内，纯铝锭置于坩埚中，将模具和装有纯铝锭的坩埚置于真空炉中，抽真空，以25℃/min的速度升温到500℃，保温20min，然后在10min内升温到700℃，坩埚中的纯铝锭融化后倒入填有镀W金刚石颗粒的模具内；三、加压浸渗：用炉内压力机施加10～15MPa压力，使熔融铝浸渗入镀W金刚石颗粒中，然后以100℃/h的降温速率降温到300℃以下，卸载压力，关闭真空炉，脱膜，得到镀W金刚石/铝复合材料；所述镀W金刚石/铝复合材料中镀W金刚石颗粒体积分数为55～65％。2.根据权利要求1所述镀W金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述钨靶为纯度99.99％的圆形钨靶材，直径为100...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国钦，代晨，王平平，武高辉，张强，姜龙涛，修子扬，康鹏超，苟华松，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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