【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属基复合材料，公开了一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着电子信息技术的不断发展，电子器件开始逐渐趋于小型化与高集成，但随着器件体积的不断减小，对应的热流密度却大幅提升。电子封装材料作为集成电路的重要组成部分之一，可对器件起到支撑、保护与散热的作用。
2、金刚石凭借着在室温下可达2200w/(m·k)的热导率与0.8×10-6/k的热膨胀系数，且不存在各向异性的特点，是第四代电子封装材料研究的热点之一。但是，金刚石受到表面特殊性的影响，其化学惰性常导致颗粒与金属基体间的润湿性较差。复合材料界面间的结合效果不佳，会使界面处存在较高的界面热阻，从而影响材料整体的热导率。因此，优化金刚石与金属基体之间的界面结合情况成了改善复合材料导热性能的关键因素之一。
3、当前，有研究表明金刚石/金属基复合材料表面的粗糙程度对体系热导率的影响至关重要，且通过基体合金化与表面镀层可改善金刚石与金属基体之间的界面结合能力。在金刚石表面镀覆金属层或碳化物可调节界面的结构、改善粘结效果，但是镀层的厚度通常是通过理论计算所得，在实验中难以保证金刚石颗粒镀层的均匀性与完整性，并且漏镀会使金刚石表面产生高热阻区域，从而降低复合材料的热导率。另外，镀层的制备工艺较为复杂，在简单的物理结合后还需经过退火处理，工艺繁琐且成本较高，难以实现工业化量产。
技术实现思路
1、本专利技术为解决金刚石与金属基体之间润湿性较差的问题，提出了一种刻蚀金刚石合成金属基复
2、为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将金刚石颗粒进行预处理备用，硝酸钠进行熔融处理；
5、将预处理后的金刚石颗粒加入熔融的硝酸钠中进行保温刻蚀，随后冷却至室温，对金刚石颗粒进行洗涤、烘干；
6、刻蚀后的金刚石颗粒与金属粉混合，并置于真空惰性气氛中热压烧结，热压烧结后冷却至室温得到金刚石/金属基复合材料。
7、以体积分数计，金刚石颗粒占比为50vol％～55vol％，金属粉占比为45vol％～50vol％。
8、所述金属为铜粉或铝粉。
9、所述铜粉的粒径为50～75μm；铝粉粒径为100～150μm。
10、所述金刚石颗粒的粒径为220～250μm。
11、所述保温刻蚀，保温时间为10～15min。
12、所述热压烧结的烧结温度为700～750℃，升温速率为8～10℃/min，保温时间为20～40min。
13、所述热压烧结的热压压力为20～30mpa。
14、所述真空惰性气氛，具体为将真空热压炉的气压抽至30～50pa，再充入惰性气体使真空压力稳定在1.3×103pa～1.5×103pa。
15、采用上述制备方法制得的刻蚀金刚石合成金属基复合材料，在室温下的热导率达到500w/(m·k)以上。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
17、本专利技术采用常压熔盐法刻蚀金刚石颗粒，熔融硝酸钠产生的活性氧原子与金刚石颗粒表面的碳原子形成碳氧键，金刚石表面的碳碳键断裂，氧化还原生成二氧化碳，以此对金刚石表面进行刻蚀。熔盐刻蚀增大了金属基体与金刚石之间的界面耦合面积，不仅改善了传热载流子的有效耦合次数，还为热量的传递提供了更多的传热通道；以表面刻蚀的金刚石为增强相，借助真空热压烧结技术将高纯的金属粉压入刻蚀坑内，在减少复合材料内部孔隙的同时，提高热量传递效率。本专利技术制备的刻蚀金刚石工艺简单、成本低且效率高，且通过真空热压烧结技术得到的金刚石增强的金属基复合材料具有优异的热导率、热膨胀系数与强度，热导率达到了500w/(m·k)以上，热膨胀系数最高可达到9.06×10-6/k；抗弯强度最高可达到406mpa，可用作电子封装用热管理材料，市场前景广泛。
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1.一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，以体积分数计，金刚石颗粒占比为50vol％～55vol％，金属粉占比为45vol％～50vol％。
3.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属为铜粉或铝粉。
4.根据权利要求3所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述铜粉的粒径为50～75μm；铝粉粒径为100～150μm。
5.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述金刚石颗粒的粒径为220～250μm。
6.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述保温刻蚀，保温时间为10～15min。
7.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的烧结温度为700～750℃，升温速率为8～10℃/min，保温时间为20～4
8.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的热压压力为20～30MPa。
9.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述真空惰性气氛，具体为将真空热压炉的气压抽至30～50Pa，再充入惰性气体使真空压力稳定在1.3×103Pa～1.5×103Pa。
10.采用所述权利要求1～9任意一项制备方法制得的刻蚀金刚石合成金属基复合材料，其特征在于，在室温下的热导率达到500W/(m·K)以上。
...【技术特征摘要】
1.一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，以体积分数计，金刚石颗粒占比为50vol％～55vol％，金属粉占比为45vol％～50vol％。
3.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属为铜粉或铝粉。
4.根据权利要求3所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述铜粉的粒径为50～75μm；铝粉粒径为100～150μm。
5.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述金刚石颗粒的粒径为220～250μm。
6.根据权利要求1所述的一种刻蚀金刚石合成金属基复合材料的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，南福东，张兆瑞，夏思雨，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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