The invention belongs to the technical field of composite materials, and provides a preparation method of zirconium-plated diamond particle reinforced aluminum matrix composite material, which includes: zirconium plating on the surface of diamond particles by magnetron sputtering or vacuum micro-evaporation; heat treatment of zirconium-plated diamond particles obtained by magnetron sputtering, heating temperature being 950-1050 degrees Celsius, etc. Temperature time is 0.5~2h; the mold filled with zirconium-coated diamond particles and pure aluminum blocks is placed in the induction heating zone of the furnace; the furnace body is heated after vacuum; high-purity argon is injected into the furnace to keep pressure; and the composite material is obtained when cooled to room temperature. The diamond/aluminium composite prepared by the invention has excellent thermal conductivity and small specific gravity, the thermal conductivity can reach 622W/mK, and the density is less than 3.3g/cm.
【技术实现步骤摘要】
一种镀锆金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法
本专利技术属于复合材料
,特别涉及一种镀锆金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
电子信息产业是当今世界经济发展的先导和支柱产业之一。随着电子器件向高性能、高可靠性、轻量化的方向发展,功率器件对电子封装材料的性能提出了更高的要求。随着电子器件集成度不断提高、功率密度不断增大,散热问题成为制约电子器件进一步发展的瓶颈。传统电子封装材料如Kovar、Invar、W-Cu合金以及SiCP/Al复合材料的热导率低于300W/mK,不能满足电子器件的散热需求,急待开发新一代的高导热电子封装材料。金刚石的热导率高达2000W/mK,热膨胀系数仅为0.8×10-6/K,金刚石颗粒增强金属基复合材料不仅可以获得较高的热导率,而且可以调配热膨胀系数,因此成为新一代电子封装材料的研究热点。在金刚石颗粒增强铝基(金刚石/铝)复合材料中,金刚石与铝反应生成碳化铝(Al4C3)可以改善界面结合从而获得高的热导率。然而,Al4C3是一种易水解的碳化物,极大限制了金刚石/铝复合材料在潮湿环境中的使用和储存。因此,在改善金刚石/铝界面结合的同时避免生成易水解的Al4C3,制备出综合性能优异的复合材料,是金刚石/铝复合材料领域迫切需要解决的问题。为了改善界面结合并减少Al4C3的产生,文献提出在金刚石表面镀覆金属元素如W、Ti、Ni、Mo或碳化物如WC、TiC、SiC阻止金刚石与铝发生反应。文献采用放电等离子烧结、真空热压烧结、挤压浸渗等不同方法制备金刚石/铝复合材料。放电等离子烧结和真空热压烧结的工艺流程复杂、成本较高,且难以 ...
【技术保护点】
1.一种镀锆金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)通过磁控溅射或真空微蒸发在金刚石颗粒表面镀覆100~500 nm厚的锆涂层;2)对通过磁控溅射获得的镀锆金刚石颗粒进行热处理;3) 将热处理后的镀锆金刚石颗粒或真空微蒸发得到的镀锆金刚石颗粒装填在型模中,将装填好的型模放在石墨套筒中并将纯铝块放在型模上部,制成完整模具;4) 将模具放置在连接有真空系统和增压充气系统的炉中,在真空条件下,对步骤3)制得的模具进行加热并保温;5) 进行熔渗处理,炉内进行增压充气,注入高纯氩气,并保温保压,铝液在高压气体作用下渗入模具中的金刚石颗粒之间孔隙;6)冷至室温后取出模具脱模,即得金刚石/铝复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种镀锆金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)通过磁控溅射或真空微蒸发在金刚石颗粒表面镀覆100~500nm厚的锆涂层;2)对通过磁控溅射获得的镀锆金刚石颗粒进行热处理;3)将热处理后的镀锆金刚石颗粒或真空微蒸发得到的镀锆金刚石颗粒装填在型模中,将装填好的型模放在石墨套筒中并将纯铝块放在型模上部,制成完整模具;4)将模具放置在连接有真空系统和增压充气系统的炉中,在真空条件下,对步骤3)制得的模具进行加热并保温;5)进行熔渗处理,炉内进行增压充气,注入高纯氩气,并保温保压,铝液在高压气体作用下渗入模具中的金刚石颗粒之间孔隙;6)冷至室温后取出模具脱模,即得金刚石/铝复...
【专利技术属性】
技术研发人员:张海龙,李宁,王西涛,戴景杰,宋为,
申请(专利权)人:北京科技大学,青岛滨海学院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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