一维金刚石增强铝基复合材料及其制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
一维金刚石增强铝基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种金刚石复合材料，特别是涉及一种一维金刚石增强铝基复合材料，本专利技术还涉及该一维金刚石增强铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
电子封装是把构成电子器件或集成电路的各个部件按规定的要求实现合理布置、组装、键合、连接、与环境隔离的操作工艺，要求封装材料有高的热导率，低的热膨胀系数，良好的机械支撑、物理保护、电气连接、散热防潮、外场屏蔽、尺寸过渡以及稳定元件参数等作用。随着电子信息技术的迅猛发展，电子仪器正向高性能、低成本、小型化、便捷化、多功能集成化方向快速发展，电子元器件集成度和运行速度不断升高，导致集成电路产品发出的热量大幅增加，从而影响电子器件的稳定性。尽管目前电子封装材料已经经历了第1代铜合金，第2代钨铜和钼铜合金，到第3代Al/SiC、Al/Si等合金，这些材料在密度上有了很大的进步，但在导热性能上还难以满足集成电路和芯片技术高速发展的需求。金刚石是自然界中导热性能最好的材料，常温下的热导率能达到2200W/(m·K)，是铝的10倍，而且其热膨胀系数(CTE)只有0.8×10-6/K，不到铝的1/20...
【技术保护点】
一种一维金刚石增强铝基复合材料，其特征在于：在所述的铝基体中分布由若干一维金刚石线组成的金刚石阵列，所述一维金刚石线与铝基体冶金结合。
【技术特征摘要】
1.一种一维金刚石增强铝基复合材料，其特征在于：在所述的铝基体中分布由若干一维金刚石线组成的金刚石阵列，所述一维金刚石线与铝基体冶金结合；所述一维金刚石线为表面改性金刚石线；一维金刚石增强铝基复合材料的制备方法，首先将表面改性的一维金刚石线排布为随机分布或均匀分布的金刚石线阵列；然后，采用熔铸、熔渗、冷压烧结、热压烧结、等离子烧结中的一种工艺，将铝或铝合金与金刚石线阵列复合，得到一维金刚石线与铝基体冶金结合的一维金刚石增强铝基复合材料；或采用熔铸、熔渗、冷压烧结、热压烧结、等离子烧结中的一种工艺，将包含表面改性金刚石颗粒的铝或铝合金与金刚石线阵列复合，得到一维金刚石线与铝基体冶金结合的一维金刚石增强铝基复合材料；所述熔铸是将含改性金刚石颗粒或不含改性金刚石颗粒的铝或铝合金与一维金刚石阵列一并放入石墨模具中，然后将其放入真空熔炼炉或气氛保护熔炼炉中加热至600~1000℃熔炼，冷却脱模，得到一维金刚石增强铝基复合材料；或先将铝或铝合金在坩埚中加热至600~800℃，获得熔融铝或铝合金，直接将呈阵列排布的一维金刚石线浸置于液态的铝或铝合金中，或向熔融铝或铝合金中添加改性金刚石颗粒、搅拌均匀后，将呈阵列排布的一维金刚石线浸置于液态的铝或铝合金中，冷却，得到一维金刚石增强铝基复合材料；所述熔渗是将呈阵列排布的一维金刚石线置于熔渗模具中，进行预热，在真空或保护气氛环境下，将含改性金刚石颗粒或不含改性金刚石颗粒的熔融态的铝或铝合金加压熔渗至熔渗模具中，与金刚石棒进行复合，金刚石棒阵列的预热温度控制在500~700℃范围，熔融态铝的浇注温度为700~900℃，熔渗压力为5~30MPa，保温时间为0.5~3小时，得到一维金刚石增强铝基复合材料；所述热压烧结是将铝粉或铝合金粉或含改性金刚石颗粒的铝粉或铝合金粉加入一维金刚石阵列后，放入真空或保护气氛热压炉中热压烧结，烧结温度为550~655℃，压力为5~200MPa，时间为30~240分钟，冷却脱模，得到一维金刚石增强铝基复合材料；所述等离子烧结是将铝粉或铝合金粉或含改性金刚石颗粒的铝粉或铝合金粉加入一维金刚石阵列中，压制后，放入等离子烧结炉中进行烧结，压力5~70MPa，烧结工艺为：烧结温度500~700℃，升温速度10~300℃/min，保温5~10min，气氛为真空。2.根据权利要求1所述的一维金刚石增强铝基复合材料，其特征在于：所述的金刚石阵列中的一维金刚石线在金属基材中相互平行设置，相对位置均匀排布或随机排布。3.根据权利要求2所述的一维金刚石增强铝基复合材料，其特征在于：所述的一维金刚石线为自支撑金刚石线或中心设有线性芯的线支撑金刚石线，自支撑金刚石线的直径为0.015~2.0mm，线支撑金刚石线的直径为0.015~3.0mm；所述的线性芯选用钨、钼、铜、钛、银、金、碳纤维、碳化硅纤维中的一种细丝状的丝材；所述的线性芯的直径为0.014~2.0mm。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一维金刚石增强铝基复合材料，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马莉，周科朝，魏秋平，余志明，李志友，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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