一种Cu/AlN复合嵌套结构材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Cu/AlN复合嵌套结构材料及其制备方法，属于多层合金复合材料技术领域，依次通过AlN表面改性、制备Cu

A cu/aln composite nested structural material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种Cu/AlN复合嵌套结构材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及多层合金复合材料
，尤其涉及一种Cu/AlN复合嵌套结构材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]纯Cu因为其高热导率通常以均热板，热管、导线等方式广泛应用于手机、集成电路等电子设备当中，同时纯Cu及其合金(Cu
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Cr、Cu
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Cr
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Zr等)也具备良好的高导电能力，常常以电子连接器等形式存在于工业体系当中。可是Cu及其合金(Cu
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Cr、Cu
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Cr
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Zr等)的热膨胀系数较高，具有耐摩擦磨损能力差的缺点。
[0003]申请公布号为CN111876627A的中国专利技术专利将AlN粉末和Cu混合，制备得到一种高强度、高硬度的复合材料，但是AlN粉末的增加会造成纯Cu导热导电能力在一定程度上的损失。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种具有高导热导电能力和机械性能的Cu/AlN复合嵌套结构材料及其制备方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种Cu/AlN复合嵌套结构材料，所述Cu/AlN复合嵌套结构材料的截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层。
[0006]本专利技术采用的另一种技术方案为：一种Cu/AlN复合嵌套结构材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、AlN表面改性处理：将AlN与烧结助剂、表面改性剂混合进行搅拌，搅拌后进行过滤、干燥，得到改性后的AlN粉末；
[0008]S2、制备Cu
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AlN复合粉末：将改性后的AlN粉末与纯Cu粉末进行球磨混合获得Cu/AlN复合粉末；
[0009]S3、密炼：将Cu
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AlN复合粉末以及纯Cu粉末分别与黏结剂混合获得两种混合料，将两种所述混合料分别进行密炼，得到两种喂料；将两种所述喂料破碎后得到两种喂料颗粒；
[0010]S4、注射：将两种所述喂料颗粒依次注射成型，得到截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层的复合嵌套式生坯；
[0011]S5、脱脂：将所述复合嵌套式生坯进行催化脱脂，得到脱脂坯；
[0012]S6、烧结：将所述脱脂坯进行烧结，得到Cu/AlN复合嵌套结构材料。
[0013]本专利技术的有益效果在于：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层这种多层复合嵌套结构，提升了Cu/Cu合金材料的表面硬度，增强了材料的耐摩擦磨损能力；采用表层为Cu/AlN复合材料，里层为Cu层的结构，在一定程度上降低了材料的热膨胀系数，提高工件的稳定性与可靠性，还确保了材料整体依然保留高的导电能力。本专利技术依次通过AlN表面改性、制备Cu
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AlN复合粉末、密炼、注射、脱脂、烧结步骤得到截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层的复合材料。
附图说明
[0014]图1所示为本专利技术的实施例一至实施例三中713C
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AlN
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TiC多层嵌合复合材料的截面示意图。
[0015]标号说明：1、第一Cu/AlN复合层；2、Cu层；3、第二Cu/AlN复合层。
具体实施方式
[0016]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0017]本专利技术最关键的构思在于：采用Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层这种多层复合嵌套结构，首先提升了Cu/Cu合金材料的表面硬度，增强了材料的耐摩擦磨损能力；其次采用表层为Cu/AlN复合材料，里层为Cu层的结构，在一定程度上降低了材料的热膨胀系数，提高工件的稳定性与可靠性，还确保了材料整体依然保留高的导电能力。
[0018]请参照图1所示，本专利技术的一种Cu/AlN复合嵌套结构材料，Cu/AlN复合嵌套结构材料的截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
‑
Cu/AlN复合层。
[0019]由上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：采用Cu/AlN复合层
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Cu层
‑
Cu/AlN复合层这种多层复合嵌套结构，首先提升了Cu/Cu合金材料的表面硬度，增强了材料的耐摩擦磨损能力；其次采用表层为Cu/AlN复合材料，里层为Cu层的结构，在一定程度上降低了材料的热膨胀系数，提高工件的稳定性与可靠性，还确保了材料整体依然保留高的导电能力。
[0020]进一步地，Cu层的厚度为1.9
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2.1mm，Cu/AlN复合层的厚度为0.9
‑
1.1mm。
[0021]由上述描述可知，Cu/AlN复合层较薄，Cu层较厚的设计使得材料在提高机械性能的同时，能够保留较高的导电能力。
[0022]进一步地，两个Cu/AlN复合层的厚度相同。
[0023]由上述描述可知，两个Cu/AlN复合层的厚度相同可保证材料正反面性质一致。
[0024]本专利技术采用的另一种技术方案为：一种Cu/AlN复合嵌套结构材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025]S1、AlN表面改性处理：将AlN与烧结助剂、表面改性剂混合进行搅拌，搅拌后进行过滤、干燥，得到改性后的AlN粉末；
[0026]S2、制备Cu
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AlN复合粉末：将改性后的AlN粉末与纯Cu粉末进行球磨混合获得Cu/AlN复合粉末；
[0027]S3、密炼：将Cu
‑
AlN复合粉末以及纯Cu粉末分别与黏结剂混合获得两种混合料，将两种混合料分别进行密炼，得到两种喂料；将两种喂料破碎后得到两种喂料颗粒；
[0028]S4、注射：将两种喂料颗粒依次注射成型，得到截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层的复合嵌套式生坯；
[0029]S5、脱脂：将复合嵌套式生坯进行催化脱脂，得到脱脂坯；
[0030]S6、烧结：将脱脂坯进行烧结，得到Cu/AlN复合嵌套结构材料。
[0031]由上述描述可知，AlN进行表面改性能够改善AlN与黏结剂润湿性，减少Cu和AlN粉末之间摩擦热量的产生，因为AlN粉末粒度相对较小，形貌较不规则，表面能较高，在喂料制备过程中因Cu和AlN粉末摩擦产生的热量过高会导致粘黏剂的成分分解，降低喂料颗粒的流速，从而导致共同注射后的材料不密实极易在应力的作用下开裂；同时改性后的AlN粉末
与黏结剂之间的润湿性提升，可使喂料更均匀的包裹粉末，克服了采用共同注射成型技术制备C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu/AlN复合嵌套结构材料，其特征在于，所述Cu/AlN复合嵌套结构材料的截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层。2.根据权利要求1所述的Cu/AlN复合嵌套结构材料，其特征在于，所述Cu层的厚度为1.9
‑
2.1mm，所述Cu/AlN复合层的厚度为0.9
‑
1.1mm。3.一种权利要求1所述的Cu/AlN复合嵌套结构材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、AlN表面改性处理：将AlN与烧结助剂、表面改性剂混合进行搅拌，搅拌后进行过滤、干燥，得到改性后的AlN粉末；S2、制备Cu
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AlN复合粉末：将改性后的AlN粉末与纯Cu粉末进行球磨混合获得Cu/AlN复合粉末；S3、密炼：将Cu
‑
AlN复合粉末以及纯Cu粉末分别与黏结剂混合获得两种混合料，将两种所述混合料分别进行密炼，得到两种喂料；将两种所述喂料破碎后得到两种喂料颗粒；S4、注射：将两种所述喂料颗粒依次注射成型，得到截面结构为：Cu/AlN复合层
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Cu层
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Cu/AlN复合层的复合嵌套式生坯；S5、脱脂：将所述复合嵌套式生坯进行催化脱脂，得到脱脂坯；S6、烧结：将所述脱脂坯进行烧结，得到Cu/AlN复合嵌套结构材料。4.根据权利要求3所述的Cu/AlN复合嵌套结构材料的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂为Y2O3，所述烧结助剂的质量为AlN质量的4.8％
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤志豪，
申请(专利权)人：深圳艾利门特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：