金刚石/铜复合材料热导率研究 被引量：21

1

作者 马双彦 王恩泽 +1 位作者 鲁伟员 王鑫 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第4期36-38,共3页

采用高温高压法制备出金刚石/铜复合材料,并对复合材料的显微组织及性能进行了研究。结果表明,采用高温高压法制备的金刚石/铜复合材料,组织致密;复合材料的热导率随金刚石含量的增加而下降,这主要是由于界面热阻对复合材料热导率的影响。

关键词 高温高压法 金刚石/铜复合材料 热导率 界面热阻

下载PDF 职称材料

表面镀钨层对金刚石/铜复合材料热导率的影响 被引量：16

2

作者 张纯 王日初 +2 位作者 彭超群 蔡志勇 冯艳 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2692-2696,共5页

采用真空微蒸发-扩散镀技术,在金刚石表面镀覆不同厚度的钨层,并结合真空熔渗法制备金刚石铜复合材料。通过X射线衍射分析镀覆层相结构,采用扫描电镜观察镀覆层表面微观形貌和复合材料中金刚石与铜界面结合形貌,分析金刚石表面镀钨层组... 采用真空微蒸发-扩散镀技术,在金刚石表面镀覆不同厚度的钨层,并结合真空熔渗法制备金刚石铜复合材料。通过X射线衍射分析镀覆层相结构,采用扫描电镜观察镀覆层表面微观形貌和复合材料中金刚石与铜界面结合形貌,分析金刚石表面镀钨层组织、结构及厚度对金刚石/铜复合材料热导率的影响。结果表明:金刚石表面镀覆钨能改善与基体的润湿性;随着镀覆层均匀性和厚度增加,复合材料热导率先增加后减小;完整均匀的镀覆层可以获得较高界面热导。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 镀钨金刚石 界面热导 热导率

原文传递

金刚石/铜复合材料中金刚石石墨化的研究 被引量：7

3

作者 马双彦 王恩泽 +1 位作者 鲁伟员 王鑫 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第20期24-26,共3页

通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对用作电子封装材料的金刚石/铜复合材料中金刚石的石墨化进行了研究,结果表明,利用先进的两面顶设备及工艺制备的金刚石/铜复合材料中金刚石并未石墨化,并对此结果进行了讨论。

关键词 电子封装材料 金刚石/铜复合材料 金刚石 石墨化

下载PDF 职称材料

金刚石/铜复合材料导热性能的数值模拟 被引量：8

4

作者 张永杰 董应虎 +5 位作者 张瑞卿 任学堂 储爱民 陈德志 陈庆军 叶志国 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期110-117,共8页

通过无压熔渗法制备不同金刚石颗粒粒径的金刚石/铜复合材料,研究了金刚石颗粒体积分数及粒径对复合材料导热性能的影响。采用有限元的方法对金刚石/铜复合材料导热性能进行数值模拟,建立了二维平面四颗粒及多颗粒随机分布复合材料模型... 通过无压熔渗法制备不同金刚石颗粒粒径的金刚石/铜复合材料,研究了金刚石颗粒体积分数及粒径对复合材料导热性能的影响。采用有限元的方法对金刚石/铜复合材料导热性能进行数值模拟,建立了二维平面四颗粒及多颗粒随机分布复合材料模型,并将数值模拟结果与参考文献试验结果进行对比,同时利用激光热导仪测试了复合材料的热导率,用以验证模型的准确性。数值模拟结果表明：复合材料热导率随金刚石颗粒体积分数及粒径的增加而增加。当金刚石颗粒体积分数小于40%时,模拟结果与实验值较为吻合,在高填充下,模拟值明显高于实验值;当金刚石颗粒粒径为82.5～110μm时,模拟值与实验值较为接近。当粒径小于66μm或大于165μm时,模拟值与实验值存在一定偏差,但整体变化趋势与实验结果保持一致。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 金刚石颗粒 数值模拟 热导率

原文传递

高导热金刚石/铜电子封装材料:制备技术、性能影响因素、界面结合改善方法 被引量：6

5

作者 赵龙 宋平新 +1 位作者 张迎九 杨涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1842-1851,共10页

随着电子行业的不断发展,第二代热沉材料如钨/铜封装材料、钼/铜封装材料、碳化硅/铝封装材料等已不能满足该领域日益增长的需求。金刚石的热导率为2 300 W/(m·K),是已知热导率最高的物质;铜的热导率为401 W/(m·K),在众多金... 随着电子行业的不断发展,第二代热沉材料如钨/铜封装材料、钼/铜封装材料、碳化硅/铝封装材料等已不能满足该领域日益增长的需求。金刚石的热导率为2 300 W/(m·K),是已知热导率最高的物质;铜的热导率为401 W/(m·K),在众多金属中仅次于Ag。金刚石/铜复合材料具有诸多优点:(1)热导率高、强度大;(2)热膨胀系数能够通过改变金刚石与铜的体积分数加以调控,以实现与硅、锗等半导体材料的匹配;(3)具有比金刚石/银复合材料更低的成本以及比金刚石/铝、钨/铜、钼/铜等材料更高的热导率。因此,金刚石/铜复合材料是一种理想的电子封装候选材料。金刚石/铜复合材料的制备技术多种多样,其中粉末冶金、放电等离子体烧结、液相渗透是最适合该复合材料特性也是研究最广泛的技术。液相渗透法又分为无压熔渗法和压力辅助熔渗法,与粉末冶金法和放电等离子体烧结法相比,该法成本低、操作性强,成为近年研究的重点方向。目前,国际上已制备出热导率高达900 W/(m·K)的金刚石/铜复合材料。另一方面,金刚石与铜界面润湿度较差,导致复合材料致密度不高且热导率不易提升。解决金刚石与铜界面润湿度较差的问题成为制备金刚石/铜复合材料的关键,也促使国内外研究者不断尝试在制备工艺环节引入改进措施。目前已探索出两种较为可行的方法:(1)在复合材料制备过程中添加少量B、Cr等活性元素,使这些活性元素与铜形成合金;(2)在制备金刚石/铜复合材料之前,采用化学镀、扩散烧结、盐浴、磁控溅射等手段预先在金刚石表面包覆一层均匀的碳化物。本文总结了金刚石/铜复合材料的国内外最新研究进展及主流制备技术,论述了影响复合材料的热膨胀系数及热导率的主要因素。文章还介绍了改善金刚石与铜的界面润湿度的方法,最后对金刚石/铜复合材料的发� 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 热导率 热膨胀系数 电子封装

下载PDF 职称材料

真空蒸镀钨改性金刚石/铜硼复合材料导热性能 被引量：1

6

作者 吴成元 王熹 +5 位作者 周科朝 焦增凯 姚远卓 吴建杰 马莉 魏秋平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2293-2303,共11页

采用真空蒸镀法在平板金刚石衬底表面镀覆钨镀层,构建多层平板结构以研究热处理温度对金刚石表面钨界面层形貌结构、物相成分及其与金刚石基体间界面结合情况的影响,并为金刚石颗粒表面金属化改性提供实验指导。在此基础上,以相同真空... 采用真空蒸镀法在平板金刚石衬底表面镀覆钨镀层,构建多层平板结构以研究热处理温度对金刚石表面钨界面层形貌结构、物相成分及其与金刚石基体间界面结合情况的影响,并为金刚石颗粒表面金属化改性提供实验指导。在此基础上,以相同真空蒸镀和热处理工艺制备的钨改性金刚石颗粒作为增强体,以铜硼合金作为基体,采用气体压力浸渗法制备相应的金刚石/铜硼复合材料,探究金刚石颗粒的热处理温度对复合材料导热性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,复合材料热导率呈现先上升后下降的趋势,当热处理温度为1000℃时,复合材料界面结合明显改善,同时金刚石表面钨镀层依旧连续完整,此时,复合材料的热导率最高可达629 W/(m∙K)。 展开更多

关键词 真空蒸镀 界面改性 钨镀层 热导率 金刚石/铜基复合材料

下载PDF 职称材料

高导热金刚石/Cu复合材料研究进展 被引量：4

7

作者 彭卓豪 王宗元 +3 位作者 王杰 秦运 季思源 万维财 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10075-10082,共8页

在电子信息产业的发展飞速时代,电子设备的使用功率也持续加大,随之产生了电子核心器件的封装和散热难题。金刚石具备优良的热学性质,而铜也具有极佳的导热性能和良好的加工塑性,因此将以上两者进行复合可以加工出具备优良热学性能的金... 在电子信息产业的发展飞速时代,电子设备的使用功率也持续加大,随之产生了电子核心器件的封装和散热难题。金刚石具备优良的热学性质,而铜也具有极佳的导热性能和良好的加工塑性,因此将以上两者进行复合可以加工出具备优良热学性能的金刚石/Cu复合材料。本文综述了国内外关于金刚石/Cu复合材料的研究现状、制备方法、材料性能的影响因素,总结了金刚石/Cu的热导机理,进一步对金刚石/Cu的界面结合对热导性能的影响进行分析,且展望了金刚石/Cu复合材料的研究重心和发展方向。 展开更多

关键词 金刚石/Cu 热导率 复合材料 制备方法 界面优化

下载PDF 职称材料

掺杂稀土La减少金刚石/铜复合材料界面缺陷的研究 被引量：4

8

作者 张晓宇 许旻 +3 位作者 曹生珠 高恒蛟 张凯锋 周晖 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期70-76,共7页

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同La含量的金刚石/铜复合材料。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪对复合材料的物相组成、界面微观组织和元素分布进行了表征,并通过排水法测试复合材料的致密度和气孔率。基于第一性原... 采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同La含量的金刚石/铜复合材料。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪对复合材料的物相组成、界面微观组织和元素分布进行了表征,并通过排水法测试复合材料的致密度和气孔率。基于第一性原理密度泛函理论,对含La的金刚石/铜复合材料界面电子态密度和原子间距变化进行了计算。计算结果表明,La与Cu的电子态密度在费米能级附近存在较宽的赝能隙,二者成键能力强。经周期平板模型能量优化后,La原子与Ti、Cu原子的间距均明显减小;体系中La与Cu的原子间距更小,表明稀土La与Cu基体亲和力更强。实验结果表明,稀土La大量固溶于铜基体内,促生了Cu2La相。随着La含量的增加,存在于复合材料界面处的缝隙、孔洞等缺陷逐渐减少,复合材料的致密度逐渐上升。未添加La的复合材料气孔率为3.48%,而添加7%La的复合材料的气孔率下降至0.42%。金刚石/铜复合材料中掺杂La能有效减少界面缺陷。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面缺陷 界面修饰 LA 第一性原理

下载PDF 职称材料

金刚石/Cu-Ni热沉微观组织及热物理性能研究 被引量：1

9

作者 李宏钊 王长瑞 +3 位作者 陈明和 王宁 李治佑 唐丽娜 《电子机械工程》 2021年第1期44-48,共5页

金刚石/铜复合材料具有密度低、强度高及热膨胀系数可调等优点,但金刚石与铜的润湿性差,界面热阻大,导致金刚石/铜复合材料热导率低。文中以铜镍合金为基体,采用放电等离子烧结工艺制备金刚石/铜复合材料,研究Ni的质量分数和混粉方式对... 金刚石/铜复合材料具有密度低、强度高及热膨胀系数可调等优点,但金刚石与铜的润湿性差,界面热阻大,导致金刚石/铜复合材料热导率低。文中以铜镍合金为基体,采用放电等离子烧结工艺制备金刚石/铜复合材料,研究Ni的质量分数和混粉方式对金刚石/铜复合材料组织和热物理性能的影响。结果表明:随着Ni元素质量分数的增加,金刚石/铜复合材料的热导率先增大后减小,当Ni的质量分数为0.5%时,热导率最高为210:63 W/(m·K),且金刚石在Cu基体中分散均匀,界面结合较紧密,说明Ni元素的加入对改善金刚石和Cu之间的润湿性有明显的促进作用,而对其力学性能影响不大;在混粉方式方面,普通球磨方式下试样的热导率最高达到244:91 W/(m·K),无磨球混粉和球磨后热处理方式下试样的维氏硬度达到了200,比普通球磨方式下的硬度高出32.5%。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面润湿性 放电等离子烧结 力学性能

下载PDF 职称材料

金刚石/铜复合材料制备工艺的研究进展 被引量：1

10

作者 陈冰威 杨雪峰 +2 位作者 栗正新 王来福 韩敬贺 《超硬材料工程》 CAS 2021年第4期40-45,共6页

金刚石/铜复合材料具有优异的热导性能,有望解决未来高热流密度电子器件封装和散热难题。该文主要归纳了热压烧结法、高温高压烧结法、放电等离子烧结法以及熔渗法制备金刚石/铜复合材料的详细制备工艺。这方面的进一步成型方式研究是... 金刚石/铜复合材料具有优异的热导性能,有望解决未来高热流密度电子器件封装和散热难题。该文主要归纳了热压烧结法、高温高压烧结法、放电等离子烧结法以及熔渗法制备金刚石/铜复合材料的详细制备工艺。这方面的进一步成型方式研究是未来的研究重点。 展开更多

关键词 金刚石/铜 复合材料 制备工艺 高导热率

下载PDF 职称材料

粉末冶金法制备金刚石/铜复合材料热导率研究 被引量：10

11

作者 赵勇智 李颖 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2016年第1期79-82,90,共5页

为研制更高热导率的产品,采用粉末冶金法将金刚石与高纯度铜粉热压在一起,制备新型金刚石/铜复合材料。通过正交分析法,研究了金刚石/铜复合材料热导率的影响因素。结果表明:用粉末冶金法制备的金刚石/铜复合材料,其热导率最高为245.89 ... 为研制更高热导率的产品,采用粉末冶金法将金刚石与高纯度铜粉热压在一起,制备新型金刚石/铜复合材料。通过正交分析法,研究了金刚石/铜复合材料热导率的影响因素。结果表明:用粉末冶金法制备的金刚石/铜复合材料,其热导率最高为245.89 W/(m·K)。对金刚石/铜复合材料热导率影响最大的因素是金刚石与铜粉的体积比,并且随着体积比的增大,金刚石/铜复合材料热导率逐渐下降。金刚石/铜复合材料的致密度以及界面结合程度是影响金刚石/铜复合材料热导率大小的重要因素,致密度高、界面结合好的复合材料热导率高,反之则低。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 正交试验 粉末冶金 热导率

下载PDF 职称材料

金刚石粒径对金刚石/Cu-B合金复合材料热物理性能的影响

12

作者 王熹 康翱龙 +8 位作者 焦增凯 康惠元 吴成元 周科朝 马莉 邓泽军 王一佳 余志明 魏秋平 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第2期169-178,共10页

采用Cu-B合金为基体,选用粒径分别为110、230、550μm的金刚石颗粒作为增强体,利用气压熔渗工艺在1100℃、10 MPa气体压力下制备金刚石/Cu-B合金复合材料,研究金刚石颗粒粒径对复合材料组织结构、界面相分布及热物理性能的影响。结果表... 采用Cu-B合金为基体,选用粒径分别为110、230、550μm的金刚石颗粒作为增强体,利用气压熔渗工艺在1100℃、10 MPa气体压力下制备金刚石/Cu-B合金复合材料,研究金刚石颗粒粒径对复合材料组织结构、界面相分布及热物理性能的影响。结果表明,随着金刚石粒径的增大,复合材料热导率上升,热膨胀系数减小,复合材料界面处硼碳化合物含量增加,界面结合情况得到改善。由金刚石颗粒粒径为550μm时,复合材料热导率最高,可达680.3 W/(m·K),热膨胀系数最小,为4.905×10^(−6)K^(−1),符合高效热管理器件对金刚石/金属基复合材料的热物理性能要求,在电子产品散热器件方面具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 热导率 金刚石粒径 气压熔渗 热膨胀系数 金刚石/Cu-B复合材料

下载PDF 职称材料

化学镀镍工艺的改进对金刚石/铜复合材料焊接性能的影响 被引量：4

13

作者 褚玉娴 贾成厂 郭宏 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期437-441,共5页

金刚石/铜复合材料表面采用化学镀镍20 min的金属化工艺使得润湿性得到很大提高,但经过焊接后连接强度达不到要求指标,焊接件的尺寸仅局限于10×10 mm的小件。为了提高焊接性能,本文采用对金刚石/铜复合材料分步化学镀镍+热处理的工... 金刚石/铜复合材料表面采用化学镀镍20 min的金属化工艺使得润湿性得到很大提高,但经过焊接后连接强度达不到要求指标,焊接件的尺寸仅局限于10×10 mm的小件。为了提高焊接性能,本文采用对金刚石/铜复合材料分步化学镀镍+热处理的工艺,用SEM观察镀层热处理前后的变化,利用划痕实验检测镀层的结合强度,并用无损探伤实验检验焊料质量。结果表明,金属化层的厚度满足实验要求,分步化学镀镍工艺并经300℃热处理后金属化层对基体的包覆更完整,结合强度由原来的75 N提高到127 N,尺寸由原来的10×10 mm提高到10×60 mm。焊接性能明显得到了提高,满足了实验要求。 展开更多

关键词 化学镀镍 金刚石/铜复合材料 热处理 焊接件尺寸

下载PDF 职称材料

镀钨金属化对超音速激光沉积金刚石/铜复合涂层导热性能影响 被引量：1

14

作者 张群莉 王昌仪 +3 位作者 刘博 陈燚云 叶钟 姚建华 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期748-756,共9页

针对电子封装材料散热需求,为了获得高导热界面材料,通过盐浴镀方法在金刚石表面镀W,并采用超音速激光沉积(SLD)技术在铜基板表面制备金刚石/铜复合涂层,研究镀W金刚石颗粒的表面形貌及成分,及其对金刚石/铜复合涂层微观结构、界面结合... 针对电子封装材料散热需求,为了获得高导热界面材料,通过盐浴镀方法在金刚石表面镀W,并采用超音速激光沉积(SLD)技术在铜基板表面制备金刚石/铜复合涂层,研究镀W金刚石颗粒的表面形貌及成分,及其对金刚石/铜复合涂层微观结构、界面结合和导热性能的影响。研究结果表明,SLD制备的镀W金刚石/铜复合涂层中颗粒间结合良好,界面无明显缝隙,热导率达306.3 W·m^(-1)·K^(-1)。金刚石表面镀W改善了金刚石与铜的表面润湿性,促进了金刚石与铜颗粒之间的界面结合,使涂层具有良好的致密性,表现出优异的导热性能。 展开更多

关键词 镀钨金属化 金刚石/铜复合涂层 超音速激光沉积(SLD) 界面结合 导热性能

原文传递