高體積分?jǐn)?shù)Sip-Al復(fù)合材料的組織和性能研究.pdf

1、高體積分?jǐn)?shù)Si含量SiP/Al復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、較低的熱膨脹系數(shù)以及良好的耐磨性能等特點(diǎn)，是一種新型結(jié)構(gòu)和功能材料，在電子封裝和汽車輕量化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文使用加壓滲流工藝制備SiP/Al復(fù)合材料，并通過在固液相線溫度附近進(jìn)行等溫?zé)崽幚淼姆椒ㄏ龔?fù)合材料中的疏松缺陷，改善復(fù)合材料中Si顆粒的形態(tài)及其與鋁基體的結(jié)合。所得主要結(jié)果和結(jié)論如下:
　　(1)研究了加壓滲流工藝制備的SiP/Al復(fù)合材料的微觀特征。結(jié)果

2、表明:采用加壓滲流法制備的SiP/Al復(fù)合材料，其密度為2.1～2.6g/cm3，硅的體積分?jǐn)?shù)在52％～74％之間。Si顆粒在基體合金中分布均勻、分散;復(fù)合材料的組織中存在一定的疏松缺陷，主要分布在硅顆粒間較為狹長的縫隙中，并且由頂部至底部逐漸增多;加壓滲流過程中發(fā)生了硅顆粒中的硅元素向鋁液中溶解擴(kuò)散的過程;硅顆粒的尖銳邊緣有鈍化趨勢，有部分硅相在硅顆粒表面析出，越靠近SiP/Al復(fù)合材料頂部的硅顆粒形態(tài)和界面結(jié)合得到的改善越為明顯。<

3、br>　　(2)研究了硅顆粒尺寸和基體合金對(duì)SiP/Al復(fù)合材料微觀組織的影響。結(jié)果表明:SiP/Al復(fù)合材料中的疏松缺陷，隨著增強(qiáng)相Si顆粒直徑的增大而減少，隨著所用基體合金中硅含量的提高而減少，采用平均直徑為100μm左右的硅顆粒，ZL102為基體合金進(jìn)行加壓滲流所得SiP/Al復(fù)合材料組織的致密度可以達(dá)到98％。
　　(3)研究了等溫?zé)崽幚砉に噷?duì)SiP/Al復(fù)合材料微觀組織的影響。結(jié)果表明:在560℃～600℃對(duì)SiP/Al

4、復(fù)合材料等溫?zé)崽幚?0min～70min，材料的疏松缺陷有所減少，硅顆粒的形態(tài)和鋁硅界面結(jié)合得到了改善。并且材料的疏松缺陷是隨著等溫溫度的升高和等溫時(shí)間的增長逐漸減少的。等溫處理溫度超過600℃，等溫時(shí)間超過50min容易導(dǎo)致疏松缺陷增多和晶粒粗化。
　　(4)研究了硅顆粒尺寸和基體合金含硅量對(duì)SiP/Al復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響。結(jié)果表明:加壓滲流法制備的SiP/Al復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)在10.1×10-6/K～13.6×10-6