一种结合3D打印技术制备金刚石/铜复合材料的方法技术
A method of preparing diamond / copper composite by 3D printing technology
A method for the preparation of diamond / copper composite by 3D printing technology belongs to the field of diamond composite material. The invention uses salt bath plating technology to deposit a uniform Cr7C3 on the surface of diamond to improve the wettability of diamond and copper. Then copper is plated on the surface of Cr7C3 layer by chemical plating, and Cu in the plating bath is controlled.
【技术实现步骤摘要】
一种结合3D打印技术制备金刚石/铜复合材料的方法
本专利技术属于金属基复合材料零部件的成形技术，特别是提供了一种结合3D打印技术制备具有复杂形状Diamond/Cu(金刚石/铜)复合材料零件的方法。实现了定制化、高性能金属基复合材料零部件的制备。
技术介绍
Diamond/Cu复合材料是由导热性能较好的铜与具有低热膨胀系数、高热导率的金刚石复合制备而成的,一般Diamond/Cu复合材料的密度仅为5.9g/cm3，而热导率可达500W·m-1·K-1以上，同时可通过控制金刚石增强体的体积分数，实现复合材料热导率和热膨胀系数的调节，因此是一种较为理想的电子封装材料。随着Diamond/Cu复合材料研究的不断深入，逐步向各种各样的集成电路底座、微波二极管及相关电子产品中应用，较好地解决了电子电路的发热、散热问题,同时也满足了日益微型化、轻量化的要求。降低了产品的重量，及时将系统产生的热量导出，改善了器件的散热性能、最终达到保证其工作安全性及稳定性的目的。并逐渐取代当前广泛使用的Cu、W-Cu和Al/SiC等材料。目前，制备高体积分数Diamond/Cu复合材料较成熟的...
【技术保护点】
一种结合3D打印技术制备金刚石/铜复合材料的方法，其特征在于：采用盐浴镀覆技术在金刚石表面镀覆一层均匀的Cr7C3用来改善金刚石与铜的润湿性，然后采用化学镀覆方法继续在Cr7C3层表面镀铜，并根据镀铜质量的不同制备出不同镀铜层厚度的双镀层金刚石粉末；从而制备出含铜体积分数为10％～30％的双镀层Cu‑Cr7C3‑Diamond粉末；然后通过3D打印激光熔覆该Cu‑Cr7C3‑Diamond粉末来制备熔渗预制坯体；将制备的预制坯体置于预先加工好的开瓣石墨模具中，通过真空无压熔渗技术将熔融铜液渗入预制坯孔隙来使复合材料致密化并得到具有复杂形状的金刚石/铜复合材料零部件；具体工艺...
【技术特征摘要】
1.一种结合3D打印技术制备金刚石/铜复合材料的方法，其特征在于：采用盐浴镀覆技术在金刚石表面镀覆一层均匀的Cr7C3用来改善金刚石与铜的润湿性，然后采用化学镀覆方法继续在Cr7C3层表面镀铜，并根据镀铜质量的不同制备出不同镀铜层厚度的双镀层金刚石粉末；从而制备出含铜体积分数为10％～30％的双镀层Cu-Cr7C3-Diamond粉末；然后通过3D打印激光熔覆该Cu-Cr7C3-Diamond粉末来制备熔渗预制坯体；将制备的预制坯体置于预先加工好的开瓣石墨模具中，通过真空无压熔渗技术将熔融铜液渗入预制坯孔隙来使复合材料致密化并得到具有复杂形状的金刚石/铜复合材料零部件；具体工艺步骤为：1)选取晶型度为MBD10且平均粒度为100μm的金刚石粉末、Cr粉以及混合盐NaCl-KCl，进行机械混料，然后在通Ar气的快速升温管式电炉中进行反应烧结，在高温下使熔盐中的Cr粉与表面石墨化的金刚石反应形成Cr7C3层，NaCl:KCl摩尔比＝1:1；2)随炉冷却后，将得到的产物进行超声酒精清洗筛分出镀覆Cr7C3层的金刚石粉体，在镀覆Cr7C3层的金刚石粉体表面进行化学镀铜；3)通过3D打印激光熔覆该Cu-Cr7C3-Diamond粉末来制备熔渗预制坯体，将制备的预制坯体置于预先加工好的开瓣石墨模具中并在预制坯上覆盖熔渗用铜块；4)将该预制坯置于开瓣石墨模具中并在预制坯上覆盖铜块，并在真空电阻炉中加热保温一段时间，随炉冷却至室温，打开石墨模具得到近终成形的金刚石/铜复合材料零件。2.根据权利要求1所述的一种结合3D打印技术制备金刚石/铜复合材料的方法，其特征在于：步骤1)所述金刚石与Cr粉的摩尔比...
【专利技术属性】
技术研发人员：何新波，潘彦鹏，任淑彬，吴茂，曲选辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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