高导热金刚石/铝复合材料的研究进展 被引量：11

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作者 刘园 崔岩 +2 位作者 郭开金 曹雷刚 杨越 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期44-52,共9页

综述热管理用高导热金刚石/铝复合材料的主流制备技术和影响其导热性能发挥的关键因素,重点介绍真空热压烧结、放电等离子烧结、无压浸渗、真空气压浸渗和挤压铸造等制备工艺,并评述各自的优缺点及其适用性。探讨金刚石颗粒特性、基体... 综述热管理用高导热金刚石/铝复合材料的主流制备技术和影响其导热性能发挥的关键因素,重点介绍真空热压烧结、放电等离子烧结、无压浸渗、真空气压浸渗和挤压铸造等制备工艺,并评述各自的优缺点及其适用性。探讨金刚石颗粒特性、基体合金元素和金刚石表面镀层对复合材料的界面组态与导热性能的影响规律,指出通过基体合金化和金刚石表面金属化可改善复合材料的界面结合状态,提出改善金刚石/铝复合材料的导热性能应重点关注界面微结构调控及其对复合材料界面热传导的作用机制。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 界面反应 基体合金化 金刚石表面金属化

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真空压力浸渗法制备金刚石/铝复合材料及其热性能 被引量：8

2

作者 裴和君 欧阳求保 +2 位作者 张荻 虞红 刘云猛 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期6-9,59,共5页

采用真空压力浸渗法制备了金刚石/铝复合材料,研究了金刚石颗粒尺寸、品级等对复合材料热性能的影响。结果表明:在金刚石体积分数相同情况下,普通研磨级金刚石颗粒的尺寸越小,复合材料的热膨胀系数越低;用MBD4等级金刚石颗粒制备的金刚... 采用真空压力浸渗法制备了金刚石/铝复合材料,研究了金刚石颗粒尺寸、品级等对复合材料热性能的影响。结果表明:在金刚石体积分数相同情况下,普通研磨级金刚石颗粒的尺寸越小,复合材料的热膨胀系数越低;用MBD4等级金刚石颗粒制备的金刚石/铝复合材料具有最小的热膨胀系数,为6.8×10-6 K-1,其热导率最高;MBD4等级的金刚石颗粒与铝基体存在选择性粘附现象,金刚石的(100)面更容易与铝结合。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 真空压力浸渗 热膨胀系数 热导率 界面结合

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金刚石/铝复合材料的界面结构 被引量：6

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作者 喻蒙 车仁超 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期790-793,共4页

研究了高体积分数（60%）单晶金刚石/铝复合材料的界面区域的微结构和形貌.为了得到这种高导热性能的复合材料,在合成中使用了无压金属浸渗技术.该铝基复合材料由铝-硅-镁合金和金刚石单晶颗粒组成,其化学和热性质由其界面特征决定.在... 研究了高体积分数（60%）单晶金刚石/铝复合材料的界面区域的微结构和形貌.为了得到这种高导热性能的复合材料,在合成中使用了无压金属浸渗技术.该铝基复合材料由铝-硅-镁合金和金刚石单晶颗粒组成,其化学和热性质由其界面特征决定.在复合材料的断裂面上,我们发现金刚石和铝优先和金刚石的（100）晶面结合.大部分铝-金刚石界面清晰,然而有一些铝和金刚石中间区域存在明显的50~200nm厚的化合物层,这是在中间形成了碳化铝（Al4C3）. 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 微结构 界面特征 铝基复合材料

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气体压力熔渗制备电子封装用金刚石/铝复合材料的研究 被引量：5

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作者 张洋 车子璠 +2 位作者 李建伟 吴建华 王西涛 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2241-2250,2257,共11页

金刚石颗粒增强铝基（diamond/Al）复合材料是最受关注的新一代电子封装材料。本文采用气体压力熔渗法制备了金刚石体积分数达到65%的diamond/Al复合材料;通过对相组成及断口形貌的分析,明确了复合材料的界面优化机制及破坏方式,在此基... 金刚石颗粒增强铝基（diamond/Al）复合材料是最受关注的新一代电子封装材料。本文采用气体压力熔渗法制备了金刚石体积分数达到65%的diamond/Al复合材料;通过对相组成及断口形貌的分析,明确了复合材料的界面优化机制及破坏方式,在此基础上,系统研究了复合材料的热物理性能和力学性能随金刚石粒度的变化规律。气体压力熔渗法制备diamond/Al复合材料可以依靠基体铝与金刚石间的扩散反应实现界面优化,显著改善界面形貌,提高结合强度,复合材料断口微观形貌则呈现出典型的塑性断裂特征;依靠两相原位反应优化后的界面可以更加有效的实现热载流子的耦合移动和应力的传递,从而保证复合材料可以获得更为优异的热导率和力学性能;随着金刚石颗粒直径减小,两相界面的影响得以加强,因此复合材料热导率降低,热膨胀系数小幅减小,而力学性能提高,在本文选择的粒度范围内（30～150μm）,复合材料的热导率、热膨胀系数以及抗拉、抗压、抗弯强度的相应变化区间分别为400～760 W·m^-1·K^-1、4.5～5.3×10^-6K^-1、143～94 MPa、603～363 MPa和429～277 MPa。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 界面优化 断口形貌 热物理性能 机械性能

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界面对封装用金刚石/铝复合材料性能的影响 被引量：4

5

作者 冯达 淦作腾 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期781-785,共5页

通过对表面改性后的金刚石同铝粉进行烧结,对比研究了不同的界面层对复合材料导热率的影响。实验表明,通过表面改性制备的镀Ti金刚石/Al复合材料,在同样制备条件下其热导率和致密度性能优于表面未镀覆的金刚石/Al复合材料。金属基体中,S... 通过对表面改性后的金刚石同铝粉进行烧结,对比研究了不同的界面层对复合材料导热率的影响。实验表明,通过表面改性制备的镀Ti金刚石/Al复合材料,在同样制备条件下其热导率和致密度性能优于表面未镀覆的金刚石/Al复合材料。金属基体中,Si元素的添加能有效降低烧结体的烧结温度,但是其热导率低于基体中未添加杂质元素的镀Ti金刚石/Al复合材料。金刚石/Al复合材料的热导率同界面结构有关,镀覆合适的金属元素能有效改善金刚石对铝的润湿性,降低界面热阻,从而能有效提高金刚石/铝复合材料的导热率。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 表面改性 导热率 致密度 界面热阻

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液固分离法制备金刚石/铝封装材料的组织与性能 被引量：3

6

作者 周洪宇 尹衍利 +1 位作者 吴春京 刘俊友 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1855-1861,共7页

采用高性价比液固分离法(LSS)制备高性能金刚石/铝散热基板,研究金刚石镀铜对复合材料界面结合和导热性能的影响,利用SEM、EMPA、XRD分析复合材料的断口形貌及界面行为。结果表明:镀层元素向基体扩散与基体铝形成Al_2Cu_4化合物,中间相... 采用高性价比液固分离法(LSS)制备高性能金刚石/铝散热基板,研究金刚石镀铜对复合材料界面结合和导热性能的影响,利用SEM、EMPA、XRD分析复合材料的断口形貌及界面行为。结果表明:镀层元素向基体扩散与基体铝形成Al_2Cu_4化合物,中间相增强两相界面结合,改善材料性能。金刚石镀铜处理后,复合材料致密度提高1.16%,热导率提高9.50%,抗拉强度提高17.39%,复合材料的热物理性能优于CE13合金的。用Maxwell、Kerner理论模拟预测热导率(TC)、热膨胀系数(CTE)与实际测量结果相一致。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 液固分离法 镀层 热导率 热膨胀系数 电子封装

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高导热金刚石/铝复合材料的真空热压制备 被引量：3

7

作者 徐洋 沈维霞 +4 位作者 范静哲 侯领 张壮飞 黄国峰 黎克楠 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2021年第2期46-52,共7页

以纯铝粉末和金刚石为基体材料,采用真空热压固相烧结方式制备出热导率为677 W/(m·K)的高导热金刚石/铝复合材料。利用激光导热仪、热膨胀仪对金刚石/铝复合材料性能进行表征,并通过对制备温度、保温时间及金刚石基本颗粒尺寸的调... 以纯铝粉末和金刚石为基体材料,采用真空热压固相烧结方式制备出热导率为677 W/(m·K)的高导热金刚石/铝复合材料。利用激光导热仪、热膨胀仪对金刚石/铝复合材料性能进行表征,并通过对制备温度、保温时间及金刚石基本颗粒尺寸的调控来优化制备工艺。研究发现:随制备温度升高,金刚石/铝复合材料的密度及致密度均有所提高,其热导率呈先升后降的趋势,当制备温度为650℃时,热导率达到526.2 W/(m·K)。随着保温时间由30 min增加至120 min,金刚石/铝复合材料的密度、致密度和热导率均增大,致密度达到99.1%,热导率达到566.7 W/(m·K)。当金刚石基本颗粒尺寸由20μm增加至500μm时,金刚石/铝复合材料的密度、致密度先增大后减小;在金刚石基本颗粒尺寸为200μm时,密度达到最大,分别为3.06 g/cm3和98.4%;热导率随金刚石基本颗粒尺寸逐渐增大,在金刚石基本颗粒尺寸为500μm时,热导率达到677.5 W/(m·K),为目前最高增强效率。故通过工艺控制可以有效提高铝基体与金刚石的结合,减少其界面空隙,进而制备出高热导率金刚石/铝复合材料。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 热导率 致密度 真空热压法

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金刚石/铝复合材料表面镀覆工艺研究 被引量：1

8

作者 付银辉 李元朴 +1 位作者 何国华 杨显涛 《电子机械工程》 2022年第6期52-55,64,共5页

为了改善金刚石/铝复合材料表面的焊接性能,通过SEM-EDS、数字显微镜、粗糙度检测仪、接触角测量仪和热振、高温烘烤等检测方法,研究了活化、两次化学镀镍工艺对金刚石/铝复合材料表面形貌、成分、粗糙度、润湿性和焊接性能等的影响。... 为了改善金刚石/铝复合材料表面的焊接性能,通过SEM-EDS、数字显微镜、粗糙度检测仪、接触角测量仪和热振、高温烘烤等检测方法,研究了活化、两次化学镀镍工艺对金刚石/铝复合材料表面形貌、成分、粗糙度、润湿性和焊接性能等的影响。结果表明,采用浸锌活化后进行一次镀镍、钯离子活化后进行二次镀镍、最后电镀金的方式可以实现金刚石/铝复合材料表面沉积连续完整的镀金层,镀层粗糙度可控制在0.4~0.7μm,结合力可耐400?C高温,满足金锡共晶焊接使用要求。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 化学镀镍 浸锌活化 钯离子活化

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金刚石/铝复合材料导热预测模型的研究进展

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作者 崔岩 郭开金 +3 位作者 刘园 闫浩源 高习 王嘉名 《热加工工艺》 北大核心 2022年第16期7-11,共5页

金刚石/铝复合材料由于其热物理性能卓越已然成为新一代电子封装材料的研究热点,然而,其性能实际上却由于诸多因素限制而难以达到理论预期。导热模型是一种根据复合材料基本参数预测复合材料热导率性能的手段,是指导复合材料性能提升的... 金刚石/铝复合材料由于其热物理性能卓越已然成为新一代电子封装材料的研究热点,然而,其性能实际上却由于诸多因素限制而难以达到理论预期。导热模型是一种根据复合材料基本参数预测复合材料热导率性能的手段,是指导复合材料性能提升的重要途径。主要阐述了当前常见的导热模型,并总结各模型的优缺点与适用性,以此来指导复合材料导热性能的设计。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 界面改性 导热模型 界面热阻

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金刚石/铝基复合材料的性能影响因素研究 被引量：1

10

作者 崔岩 王一鸣 +1 位作者 曹雷刚 杨越 《热加工工艺》 北大核心 2021年第14期68-74,共7页

金刚石/铝复合材料具有高热导率、低密度以及低热膨胀系数等优异的性能,成为电子封装领域的研究重点。综述了影响金刚石/铝基复合材料热物理性能和力学性能的因素,并对其热导率及热膨胀系数的常用理论计算模型进行了探讨。最后,对金刚石... 金刚石/铝复合材料具有高热导率、低密度以及低热膨胀系数等优异的性能,成为电子封装领域的研究重点。综述了影响金刚石/铝基复合材料热物理性能和力学性能的因素,并对其热导率及热膨胀系数的常用理论计算模型进行了探讨。最后,对金刚石/铝复合材料的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 电子封装 金刚石/铝复合材料 热导率 热膨胀系数 强度

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碳化硼涂层可以有效增强金刚石/铝复合材料的弯曲强度和热导率

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作者 鄢翔(翻译) 《中国超硬材料》 2019年第4期90-97,共8页

利用粉末治金法制备带有碳化硼涂层的金刚石/铝复合材料和不带碳化硼涂层的复合材料。试验研究了碳化硼和金刚石体积分数对于复合材料的微结构、弯曲强度和热导率的影响。当金刚石的含量较低时,复合材料的弯曲强度有所增加。碳化硼涂层... 利用粉末治金法制备带有碳化硼涂层的金刚石/铝复合材料和不带碳化硼涂层的复合材料。试验研究了碳化硼和金刚石体积分数对于复合材料的微结构、弯曲强度和热导率的影响。当金刚石的含量较低时,复合材料的弯曲强度有所增加。碳化硼涂层可以有效的增加弯曲强度。当金刚石体积分数为30%时,带有碳化硼涂层的材料弯曲强度达到261.2 MPa,约是不带碳化硼涂层材料最大弯曲强度的两倍(140.1 MPa)。材料热导率随着金刚石体积分数的增加而提高。当金刚石体积分数达到50%时,带有碳化硼涂层复合材料的热导率值最大,高达352.7 W/m·K。在金刚石表面涂覆一层碳化硼,可增强金刚石与铝材基体的表面结合力,因而提高了复合材料的弯曲强度和热导率。 展开更多

关键词 金刚石/铝复合材料 碳化硼涂层 弯曲强度 材料热导率 表面涂覆 微结构 结合力

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