The invention relates to a preparation method of aluminium-silicon alloy layered gradient material, which includes the following steps: S1: designing the layers, composition and thickness of aluminium-silicon alloy layered gradient material, preparing raw materials with different silicon content by using the weight ratio of silicon to aluminium of 22-70%, S2: melting raw materials with different silicon content, S3: adopting rapid solidification; The Al-Si alloy layer was prepared by solid spray deposition using Al-Si alloy melt with different silicon content obtained in 2 The gradient structure of the material can be designed according to the application requirements. The gradient structure of the material has the advantages of good controllability, stable process, compact structure of the prepared gradient material and close bonding between layers. The gradient material of the invention has strong designability and is suitable for electronic packaging shell.
【技术实现步骤摘要】
一种铝硅合金层状梯度材料及其制备加工与应用
本专利技术涉及梯度功能材料的
,特别是涉及一种铝硅合金层状梯度材料及其制备与应用。
技术介绍
电子封装材料的种类很多,传统的金属基和陶瓷电子封装材料主要包括Cu、Al、Ti、Kovar、W/Cu、Mo/Cu、Al/SiC、Al2O3、AlN等。随着现代电子系统向小型化、轻量化、高工作频率、高功率密度、多功能和高可靠性等方向发展,传统的电子封装材料在热膨胀系数匹配、轻量化和气密焊接等方面已无法胜任。然而,现有均质的铝基复合材料和铝硅合金电子封装材料,仍然很难同时满足热膨胀匹配、高导热、机加工、焊接等方面的要求,比如,低硅含量铝硅合金的力学性能较低,尤其是弹性模量较小;而当硅含量超过50%时,机械性能和焊接性能不理想。因此,有必要开发一种性能可控性好、能满足各种使用和加工要求的铝硅合金梯度材料以及相应的制备工艺。
技术实现思路
基于此,本专利技术的目的在于,提供一种铝硅合金层状梯度材料的制备方法,能够根据应用需求设计材料的梯度结构,其具有可控性好,工艺稳定,制得的梯度材料组织致密、各层之间结合紧密的优点。本专利技术采用的技术方案如下:一种铝硅合金层状梯度材料的制备方法,包括如下步骤:S1:设计铝硅合金层状梯度材料的层数、各层组成和各层厚度,以硅为22~70%、余量为铝的重量百分配比来配制不同硅含量的原料;S2:分别将步骤S1配好的不同硅含量的原料熔炼,得到不同硅含量的铝硅合金熔体;S3:采用快速凝固喷射沉积技术,分别用步骤S2得到的不同硅含量的铝硅合金熔体逐层制备铝硅合金层,制备好前一铝硅合金层之后,对其进行机加工 ...
【技术保护点】
1.一种铝硅合金层状梯度材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:设计铝硅合金层状梯度材料的层数、各层组成和各层厚度,以硅为22~70%、余量为铝的重量百分配比来配制不同硅含量的原料;S2:分别将步骤S1配好的不同硅含量的原料熔炼,得到不同硅含量的铝硅合金熔体;S3:采用快速凝固喷射沉积技术,分别用步骤S2得到的不同硅含量的铝硅合金熔体逐层制备铝硅合金层,制备好前一铝硅合金层之后,对其进行机加工,然后在前一铝硅合金层上制备后一铝硅合金层,直至制得达到设计层数的铝硅合金层状梯度材料锭坯;S4:采用压力烧结对步骤S3得到的铝硅合金层状梯度材料锭坯进行致密化处理,得到铝硅合金层状梯度材料。
【技术特征摘要】
1.一种铝硅合金层状梯度材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:设计铝硅合金层状梯度材料的层数、各层组成和各层厚度,以硅为22~70%、余量为铝的重量百分配比来配制不同硅含量的原料;S2:分别将步骤S1配好的不同硅含量的原料熔炼,得到不同硅含量的铝硅合金熔体;S3:采用快速凝固喷射沉积技术,分别用步骤S2得到的不同硅含量的铝硅合金熔体逐层制备铝硅合金层,制备好前一铝硅合金层之后,对其进行机加工,然后在前一铝硅合金层上制备后一铝硅合金层,直至制得达到设计层数的铝硅合金层状梯度材料锭坯;S4:采用压力烧结对步骤S3得到的铝硅合金层状梯度材料锭坯进行致密化处理,得到铝硅合金层状梯度材料。2.根据权利要求1所述的铝硅合金层状梯度材料的制备方法,其特征在于:步骤S1中,选用纯铝锭和单晶硅块来配制原料。3.根据权利要求1所述的铝硅合金层状梯度材料的制备方法,其特征在于:步骤S2中,采用频感应熔炼炉进行熔炼,熔炼过程为:首先升温至780~860℃熔化铝,待铝完全熔化后升温至1200~1500℃,然后加入配好重量的硅,充分搅拌,并进行造渣除气,待硅完全熔化后降温至850~1100℃,保温10~15min,得到铝硅合金熔体。4.根据权利要求3所述的铝硅合金层状梯度材料的制备方法,其特征在于:步骤S2中,熔炼采用由质量比为30:47:23的氯化钠、氯化钾与冰晶石组成的复合盐造渣,并采用六氯己烷除气。5.根据权利要求1所述的铝硅合金层状梯度材料的制备方法,其特征在于:步骤S3中,采用快...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡志勇,王日初,彭超群,冯艳,王小锋,
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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