The invention discloses a preparation method of silicon composite material with negative thermal expansion, which is characterized in that the silicon composite material with negative thermal expansion is prepared by wet mixing with spodumene, industrial alumina and industrial lithium carbonate as raw materials, and by melting, crystallizing and cooling at high temperature. The spodumene has a preferred lithium content of 6%. The preparation method of the negative thermal expansion silicon composite material is simple. The preparation process of the negative thermal expansion silicon composite material is based on the melting and crystallization of spodumene and the adjustment of the content of alumina and lithium carbonate to adjust the proportion of the beta-spodumene so as to prepare the negative thermal expansion silicon composite material and reduce the production cost. The use of large-scale production has broad application prospects and is worth promoting.
【技术实现步骤摘要】
一种负热膨胀硅复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种负热膨胀材料,尤其涉及一种负热膨胀硅复合材料的制备方法。
技术介绍
由于集成电路的集成度迅猛增加,导致芯片发热量急剧上升,使得芯片寿命下降。据报道,温度每升高10℃,因GaAs或Si半导体芯片寿命的缩短而产生的失效就为原来的3倍。其原因主要是因为在微电子集成电路以及大功率整流器件中,材料之间散热性能不佳导致热疲劳以及芯片与基板热膨胀系数不匹配引起热应力造成的。为了降低覆铜板的热膨胀系数,目前主要使用二氧化硅填料,二氧化硅填料属于低膨胀材料,为5.5×10-7/K,为了能够满足低膨胀系数的应用要求,必然伴随着复合材料增强体体积分数过大的问题出现,同时二氧化硅硬度较大,加工困难,而复合材料中二氧化硅填料体积分数过大就意味着复合材料的加工成形能力等发生严重劣化。针对上述问题,若采用具有负热膨胀系数的材料作为降低铜基复合材料热膨胀系数的组元,在复合材料增强体体积分数较低的状态下获得低热膨胀系数,以改善复合材料的加工成形能力,无疑具有诱人的发展前景。β-锂霞石是一种硅酸铝锂矿物,分子式为Li2O·Al2O3·2SiO2或LiAlSiO4(缩写为LAS)。通常情况下,随着温度的变化,材料会发生热胀冷缩现象,然而β-锂霞石由于其独特的结构特性,是自然界中少数具有负膨胀系数的奇特物质之一,它的体膨胀系数为-6.0×10-6/K,并且在25~1000℃温度范围内热膨胀系数基本保持不变。根据材料的热膨胀系数具有加和性,可以将β-锂霞石与其他材料复合,制备出具有低膨胀或“零膨胀”的复合材料。β-锂霞石还具有良好的抗热震性和介电 ...
【技术保护点】
1.一种负热膨胀硅复合材料的制备方法,其特征在于:以锂辉石、工业氧化铝、工业碳酸锂为原料,湿法混合均匀,并经由高温熔融、析晶、冷却,制备具有负热膨胀特性的硅复合材料,所述锂辉石优选锂含量为6%的锂辉石矿石粉末。
【技术特征摘要】
1.一种负热膨胀硅复合材料的制备方法,其特征在于:以锂辉石、工业氧化铝、工业碳酸锂为原料,湿法混合均匀,并经由高温熔融、析晶、冷却,制备具有负热膨胀特性的硅复合材料,所述锂辉石优选锂含量为6%的锂辉石矿石粉末。2.根据权利要求1所述的一种负热膨胀硅复合材料的制备方法,其特征在于:制备具有负热膨胀特性的硅复合材料,具体步骤如下:(1)按照质量比100:30:20-100:70:50称取锂辉石、工业氧化铝、工业碳酸锂,并将其依次置于容器中,同时加入去离子水,机械搅拌混合均匀;(2)将上述步骤(1)混合均匀的原料倒入至氧化铝坩埚钳反应容器,在80-100℃条件下干燥;(3)将上述步骤(2)中干燥好的原料加入马弗炉中,程序控温以5-10℃/min升温至1300-1600℃,熔融反应;(4)待上述步骤中(3)熔融反应结束后,程序控温以5-10℃/min降温至1000-1300℃,析晶反应;(5)将上述步骤(4)中...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹家凯,吕翔,姜兵,朱刚,
申请(专利权)人:江苏联瑞新材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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