钨粉粒径对金刚石扩散镀钨影响的研究

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作者 赵龙 袁春琪 +1 位作者 马浩 涂于飞 《超硬材料工程》 CAS 2024年第3期32-35,共4页

金刚石镀钨能够改善铜与金刚石的润湿性,有助于合成金刚石/铜复合材料。采用扩散烧结法对金刚石表面进行处理,研究钨粉粒径对镀层的影响。并对试验机理及规模化生产的可行性进行了论述。试验结果表明:钨粉粒径过小或过大时均镀覆失败,... 金刚石镀钨能够改善铜与金刚石的润湿性,有助于合成金刚石/铜复合材料。采用扩散烧结法对金刚石表面进行处理,研究钨粉粒径对镀层的影响。并对试验机理及规模化生产的可行性进行了论述。试验结果表明:钨粉粒径过小或过大时均镀覆失败,其最佳镀覆粒径为金刚石粒径的1/3~2/3;金刚石烧结量对镀层影响关系很小,真空扩散镀钨烧结法适用于工业批量生产。 展开更多

关键词 扩散烧结法 金刚石铜复合材料 钨粉 粒径 镀层

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金刚石/铜复合材料热导率研究 被引量：21

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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

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电子封装材料用金刚石/铜复合材料的研究进展 被引量：18

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作者 尚青亮 陶静梅 +2 位作者 徐孟春 李才巨 朱心昆 《电子工艺技术》 2009年第1期5-8,共4页

电子技术的快速发展对封装材料的性能提出了更严格的要求。针对封装材料的发展趋势,金刚石/铜复合材料作为新一代的电子封装材料受到了广泛的重视,概述了金刚石/铜复合材料作为封装材料的优良性能及其制备工艺进展,并对其发展方向进行... 电子技术的快速发展对封装材料的性能提出了更严格的要求。针对封装材料的发展趋势,金刚石/铜复合材料作为新一代的电子封装材料受到了广泛的重视,概述了金刚石/铜复合材料作为封装材料的优良性能及其制备工艺进展,并对其发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 电子封装 金刚石/铜复合材料 热导率 热膨胀系数

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表面镀钨层对金刚石/铜复合材料热导率的影响 被引量：16

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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

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电子封装用金刚石/铜复合材料界面与导热模型的研究进展 被引量：14

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作者 邓佳丽 张洪迪 +1 位作者 范同祥 汝金明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期19-28,共10页

金刚石/铜复合材料具有高热导率、高强度、热膨胀系数可调的优点,是极具发展潜力的新一代电子封装材料。针对复合材料两相界面结合较差的问题,目前主要采用添加活性元素在界面处生成碳化物层的方法来改善。论述了活性元素添加的两种手段... 金刚石/铜复合材料具有高热导率、高强度、热膨胀系数可调的优点,是极具发展潜力的新一代电子封装材料。针对复合材料两相界面结合较差的问题,目前主要采用添加活性元素在界面处生成碳化物层的方法来改善。论述了活性元素添加的两种手段,即基体合金化和金刚石表面金属化的研究进展,并归纳了金刚石/铜复合材料导热模型的发展情况,最后提出了金刚石/铜复合材料在界面研究中面临的挑战和其未来努力的方向。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 基体合金化 表面金属化 碳化物 模型

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放电等离子烧结法和热压法制备的镀钛金刚石/铜多层复合材料的结构和热性能（英文） 被引量：14

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作者 王云龙 段凯悦 +2 位作者 王开坤 戴志刚 薛志红 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2011-2016,共6页

采用放电等离子烧结技术(SPS)和热压法(HP)分别制备用于电子封装领域的多层镀钛金刚石/铜复合材料获得。借助扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料的显微组织,同时对热导率(TC)和热膨胀系数(CTE)等热性能参数进行了分析。层状复合材料的... 采用放电等离子烧结技术(SPS)和热压法(HP)分别制备用于电子封装领域的多层镀钛金刚石/铜复合材料获得。借助扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料的显微组织,同时对热导率(TC)和热膨胀系数(CTE)等热性能参数进行了分析。层状复合材料的热导率理论值参考改良的哈塞尔曼-约翰逊(HJ)模型,同时考虑TiC界面的影响计算,结果为446.66 W·(m·K)^(-1),而热膨胀系数则通过热膨胀仪测试确定。结果显示,经放电等离子烧结的试样与经热压制备的试样相比,缺陷相对较少,界面的结合对于复合材料热导率的影响十分明显。提出了一个界面影响的模型示意图,热导率随着碳化物层厚度的增加和气孔的出现而减小。由此可见,实现高热导率的条件是复合材料中的碳化物层较薄、同时没有气孔的出现。 展开更多

关键词 镀钛金刚石/铜复合材料 热压法 放电等离子烧结法 热性能

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镀钛金刚石/铜复合材料的热导率 被引量：10

7

作者 王青云 沈卫平 +3 位作者 马明亮 张庆玲 周亚南 张萍萍 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期184-188,共5页

采用粉末冶金法在高温热压炉中制备金刚石/铜复合材料,研究了钛镀层、烧结温度、金刚石颗粒体积分数对金刚石/铜复合材料热导率的影响。结果表明:钛镀层能改善金刚石/铜复合材料的界面浸润性,降低孔隙率,提高热导率。烧结温度低于980℃... 采用粉末冶金法在高温热压炉中制备金刚石/铜复合材料,研究了钛镀层、烧结温度、金刚石颗粒体积分数对金刚石/铜复合材料热导率的影响。结果表明:钛镀层能改善金刚石/铜复合材料的界面浸润性,降低孔隙率,提高热导率。烧结温度低于980℃时,烧结驱动力不足,致使金刚石/铜复合材料的致密度下降,热导率降低;烧结温度高于980℃时,由于铜和金刚石的热膨胀性能相差较大,冷却过程中铜和金刚石颗粒容易在界面处分离,致使金刚石/铜复合材料的致密性和热导率降低。随着高热导金刚石颗粒体积分数的增加,铜不能充分填充金刚石颗粒之间的孔隙,降低了金刚石/铜复合材料的致密度,致使热导率先增加后降低。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 热导率 界面 钛镀层

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高温高压烧结金刚石-铜复合材料的研究 被引量：10

8

作者 夏扬 谢元锋 +2 位作者 宋月清 郭志猛 曲选辉 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2010年第6期44-49,共6页

采用高温高压烧结工艺制备了金刚石体积分数为80%的金刚石-铜复合材料。研究了金刚石颗粒大小、烧结温度、烧结时间等因素对复合材料成分、界面状态和热导率的影响。结果表明:金刚石颗粒直径为80μm时,在高温高压条件下可获得热导率高达... 采用高温高压烧结工艺制备了金刚石体积分数为80%的金刚石-铜复合材料。研究了金刚石颗粒大小、烧结温度、烧结时间等因素对复合材料成分、界面状态和热导率的影响。结果表明:金刚石颗粒直径为80μm时,在高温高压条件下可获得热导率高达639 W.m-1.K-1的金刚石-铜复合材料。当金刚石体积分数一定时,存在一临界粒径,随金刚石颗粒直径增大复合材料热导率先增大后减小。恰当的烧结温度和时间有助于获得黏结良好的界面和高热导率。 展开更多

关键词 高温高压烧结 金刚石-铜复合材料 界面状态 热导率 临界粒径

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金刚石/铜复合材料中金刚石石墨化的研究 被引量：7

9

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

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添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面 被引量：10

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作者 张晓宇 蔺伟康 +3 位作者 许旻 曹生珠 冯煜东 周晖 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期27-32,共6页

目的添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面间的缺陷,抑制金刚石与铜之间的弱润湿性,增强复合材料的界面结合。方法采用放电等离子烧结(SPS)技术制备含有不同质量分数Nd的镀钛金刚石/铜复合材料,采用扫描电子显微镜观察界面处的微观形貌... 目的添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面间的缺陷,抑制金刚石与铜之间的弱润湿性,增强复合材料的界面结合。方法采用放电等离子烧结(SPS)技术制备含有不同质量分数Nd的镀钛金刚石/铜复合材料,采用扫描电子显微镜观察界面处的微观形貌,采用X射线衍射仪和X射线能谱仪分析界面处组织,采用排水法测试复合材料的密度和致密度。结果添加稀土Nd后,金刚石-铜两相界面间促生了Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti等相。界面间的Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti、TiC填补了镀钛金刚石/铜复合材料界面处原有的空隙、孔洞等缺陷。未添加稀土Nd的镀钛金刚石/铜复合材料的密度为4.589 g/cm^3,致密度为81%;添加3wt%的Nd元素后,镀钛金刚石/铜复合材料的密度和致密度分别达到了5.569 g/cm^3和98%,密度较未添加Nd的复合材料提升了21%。随着Nd含量的增加,金刚石-铜界面间的缺陷逐渐减少,界面结合效果逐渐转好。结论稀土Nd极大地改善了镀钛金刚石/铜复合材料两相界面处的缺陷,很好地修饰了原本润湿性较差的金刚石-铜两相界面。添加Nd元素后,复合材料两相界面结合紧密。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面修饰 稀土元素Nd 放电等离子烧结 金属基复合材料 致密度

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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

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高导热金刚石/铜复合材料的导热研究进展 被引量：10

12

作者 陈明和 李宏钊 +3 位作者 王长瑞 王宁 李治佑 唐丽娜 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4146-4158,共13页

金刚石/铜复合材料具有密度低、热导率高及热膨胀系数可调等优点,且与新一代芯片具有良好的热匹配性能,在高热流密度电子封装领域具有非常广泛的应用前景。然而由于金刚石与铜界面润湿性差,界面热阻高,导致材料热导率比铜还低,限制了其... 金刚石/铜复合材料具有密度低、热导率高及热膨胀系数可调等优点,且与新一代芯片具有良好的热匹配性能,在高热流密度电子封装领域具有非常广泛的应用前景。然而由于金刚石与铜界面润湿性差,界面热阻高,导致材料热导率比铜还低,限制了其应用。为了改善其界面润湿性,通过在金刚石表面金属化或对铜基体预合金化等手段来修饰复合材料界面,以提高金刚石/铜复合材料的热导率。本文综述了表面改性、导热模型相关的界面理论以及有限元模拟的研究进展,讨论了制备工艺、导热模型和未来发展的关键方向,总结了金刚石添加量、颗粒尺寸等制备参数对其微观组织结构和导热性能的影响规律。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面润湿性 界面理论 有限元仿真

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高压熔渗金刚石/铜复合材料的低温导热特性 被引量：10

13

作者 郭宏 王光宗 +1 位作者 贾成厂 张习敏 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期550-555,共6页

为研究高压熔渗金刚石/铜复合材料导热率在低温区的变化规律,采用高压熔渗(HRF)的方法分别制备了不同粒度(100μm,250μm,400μm)的金刚石/铜复合材料,利用扫描量热法分析评价了高压熔渗法制备的不同粒度金刚石/铜复合材料的低温导热特... 为研究高压熔渗金刚石/铜复合材料导热率在低温区的变化规律,采用高压熔渗(HRF)的方法分别制备了不同粒度(100μm,250μm,400μm)的金刚石/铜复合材料,利用扫描量热法分析评价了高压熔渗法制备的不同粒度金刚石/铜复合材料的低温导热特性,采用扫描电子显微镜(SEM)分析其显微组织。研究结果表明:由于高压熔渗制备的金刚石/铜复合材料中的部分金刚石发生聚晶反应,导致金刚石颗粒间晶界传热的热阻远小于界面传热热阻;高压熔渗条件下,金刚石颗粒内部变形破碎导致缺陷增多,且100~150K低温下以声子为主要热载子的传热对裂纹和间隙等缺陷敏感,导致在较低温区内金刚石/铜复合材料的导热率低于普通压力熔渗(PF)所制备的金刚石/铜复合材料的导热率。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 低温导热率 界面结合 高压熔渗 聚晶

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金刚石/铜复合材料与氧化铝陶瓷的Ag-Cu-Ti活性钎焊(英文) 被引量：9

14

作者 吴茂 曹车正 +2 位作者 Rafi-ud-din 何新波 曲选辉 《中国有色金属学会会刊：英文版》 CSCD 2013年第6期1701-1708,共8页

金刚石/铜复合材料具有低膨胀系数和高热导率等优异性能,使其成为一种理想的电子封装材料。采用97%(72Ag-28Cu)-3%Ti活性钎料对金刚石/铜复合材料和氧化铝陶瓷进行钎焊。发现活性钎料在氧化铝陶瓷和金刚石薄膜表面均具有良好的润湿性,... 金刚石/铜复合材料具有低膨胀系数和高热导率等优异性能,使其成为一种理想的电子封装材料。采用97%(72Ag-28Cu)-3%Ti活性钎料对金刚石/铜复合材料和氧化铝陶瓷进行钎焊。发现活性钎料在氧化铝陶瓷和金刚石薄膜表面均具有良好的润湿性,在两者表面的平衡润湿角均小于5°。讨论了主要钎焊条件(如钎焊温度和保温时间等)对接头性能的影响。发现钎焊过程中Ti元素聚集在金刚石颗粒的表面形成TiC化合物,且TiC化合物的形貌与钎焊接头的剪切强度具有紧密联系。推测合适的TiC化合物层厚度可改善钎焊接头的剪切强度,而颗粒状的TiC化合物及过厚的TiC化合物层却会损害钎焊接头的性能。获得的最大剪切强度为117MPa。 展开更多

关键词 润湿 金刚石/铜复合材料 AG-CU-TI钎料 活性钎焊 剪切强度

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金刚石/铜复合材料导热性能的数值模拟 被引量：8

15

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

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高导热金刚石/铜复合材料界面修饰研究进展 被引量：8

16

作者 张晓宇 许旻 曹生珠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期443-452,共10页

界面结合良好的金刚石/铜复合材料具有优异的热物理性能。通过各种手段修饰金刚石-铜界面能够充分发挥金刚石/铜复合材料的高导热潜力。综述了制备金刚石/铜复合材料时主要的两类界面修饰方法:金刚石表面预镀碳化物形成元素和对铜基体... 界面结合良好的金刚石/铜复合材料具有优异的热物理性能。通过各种手段修饰金刚石-铜界面能够充分发挥金刚石/铜复合材料的高导热潜力。综述了制备金刚石/铜复合材料时主要的两类界面修饰方法:金刚石表面预镀碳化物形成元素和对铜基体预合金化,并对这两类修饰手段的制备工艺和导热机制进行了简单评述。探讨了金刚石/铜复合材料制备及界面修饰领域目前存在的问题及发展趋势。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面修饰 热导率 金属基复合材料

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高温高压法制备金刚石/铜复合材料的研究 被引量：7

17

作者 赵龙 宋平新 +3 位作者 张迎九 杨涛 马姗姗 王彩利 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第2期15-19,共5页

采用高温高压法制备金刚石/铜复合材料。研究金刚石体积分数、烧结压力、保温时间、烧结温度、金刚石表面金属化对金刚石/铜复合材料热导率及热膨胀系数的影响。实验表明:金刚石体积分数70%,烧结压力2GPa,烧结时间300s,烧结温度1200℃时... 采用高温高压法制备金刚石/铜复合材料。研究金刚石体积分数、烧结压力、保温时间、烧结温度、金刚石表面金属化对金刚石/铜复合材料热导率及热膨胀系数的影响。实验表明:金刚石体积分数70%,烧结压力2GPa,烧结时间300s,烧结温度1200℃时,金刚石/铜复合材料热导率达426 W/(m·K)。 展开更多

关键词 高温高压法 金刚石/铜复合材料 热导率 热膨账系数

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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

18

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

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高导热金刚石/铜复合材料研究进展 被引量：6

19

作者 李明君 马永 +3 位作者 高洁 毛雅梅 周兵 于盛旺 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期140-150,共11页

金刚石/铜复合材料兼具低密度、高导热率数和可调热膨胀系数等优点,近年来成为新一代热管理材料的研究重点。通过理论、试验及模拟三个方向对金刚石/铜复合材料进行综述。回顾金刚石/铜复合材料的发展历程,总结金刚石/铜复合材料重要的... 金刚石/铜复合材料兼具低密度、高导热率数和可调热膨胀系数等优点,近年来成为新一代热管理材料的研究重点。通过理论、试验及模拟三个方向对金刚石/铜复合材料进行综述。回顾金刚石/铜复合材料的发展历程,总结金刚石/铜复合材料重要的颗粒混合理论模型及“三明治”复合结构经验公式,研究影响热导率和热膨胀系数等两大热学性能指标的重要因素,简述有限元模拟在金刚石/铜复合材料中的相关应用。其中,重点分析界面改性(活性改性元素种类和改性层厚度)对金刚石/铜复合材料导热性的影响。结果表明,通过界面改性、增加接触面积以及在较高温度和压力机制驱动下制备的金刚石/铜复合材料具有优异的热物理性能。最后由所得结论提出双峰金刚石、渗碳、大尺寸金刚石自支撑膜表面织构化等方法,可用来提升金刚石/铜复合材料界面结合强度和散热性能。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 理论模型 界面改性 有限元模拟 热导率 热膨胀系数

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金刚石/铜复合材料的界面反应研究 被引量：6

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作者 王鹏鹏 郭宏 +3 位作者 张习敏 尹法章 范叶明 韩媛媛 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期308-313,共6页

金刚石/铜复合材料(Diamond/Cu)的界面层相比基体与增强体有显著的化学成分变化,具有促进彼此结合、传递载荷的作用。Diamond/Cu复合材料作为热管理材料,热导率是一个关键性能参数。在众多影响因素中,界面对热导率的影响尤为重要。主要... 金刚石/铜复合材料(Diamond/Cu)的界面层相比基体与增强体有显著的化学成分变化,具有促进彼此结合、传递载荷的作用。Diamond/Cu复合材料作为热管理材料,热导率是一个关键性能参数。在众多影响因素中,界面对热导率的影响尤为重要。主要研究Diamond/Cu复合材料的界面组成,及成分梯度分布情况。通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料断口形貌和界面区碳化铬的形态及分布,在近铜端,发现碳化铬以类鳞片状随机零散分布于铜与界面层的互扩散区,界面层处则集中堆垛为层状;采用能谱分析测试仪(EDS)对金刚石/铜复合材料界面区进行元素分布分析,发现各元素具有明显的过渡区域,根据实验结果可估算出过渡区域大约厚700 nm,碳化铬层大约厚400 nm;利用X射线衍射仪(XRD)对金刚石/铜复合材料的界面层进行物相分析,研究表明Diamond/Cu Cr复合材料中界面反应生成的碳化铬以3种形式存在,分别为Cr3C2,Cr7C3,Cr23C6。通过这些实验手段获取界面信息,如界面类型、界面结构、界面组成等,为进一步深入研究Diamond/Cu复合材料界面与性能的关系奠定坚实基础。 展开更多

关键词 金刚石/铜复合材料 界面 界面反应 成分梯度

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