直熱法粉末觸變成形SiCp-Al復(fù)合材料的工藝及性能研究.pdf

1、高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料與傳統(tǒng)電子封裝材料相比，具有優(yōu)異的熱物理性能及力學(xué)性能，不僅在航空航天、軍事、汽車制造等方面得應(yīng)用較廣泛，而且能滿足IGBT基板等材料的使用要求，成為目前復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)。本文采用粉末冶金及觸變成形相結(jié)合的技術(shù)即直熱法粉末觸變成形技術(shù)制備IGBT基板用的SiCp/Al復(fù)合材料，通過(guò)微觀組織分析、密度、熱物理性能、力學(xué)性能等測(cè)試，研究制備工藝參數(shù)、SiC體積分?jǐn)?shù)及SiC顆粒配比對(duì)復(fù)合材料的熱物理性能及力學(xué)

2、性能的影響規(guī)律。
　　本論文以IGBT基板材料為研究背景，通過(guò)SiC顆粒預(yù)處理、混粉、粉末觸變成形等工藝制備基板用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料。先通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定最佳制備工藝參數(shù)；后通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)研究制備工藝參數(shù)（燒結(jié)溫度、加壓時(shí)間、撤壓后保溫時(shí)間）對(duì)復(fù)合材料微觀組織及致密度的影響；再對(duì)復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率及抗折強(qiáng)度等性能進(jìn)行檢測(cè)，考察制備工藝參數(shù)（主要是燒結(jié)溫度及加壓時(shí)間）、SiC體積分?jǐn)?shù)及SiC顆粒配比對(duì)復(fù)合材料的熱

3、膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率及抗折強(qiáng)度的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明：燒結(jié)溫度600℃，加壓時(shí)間4min，撤壓后保溫時(shí)間2min時(shí)，此工藝條件下制備的復(fù)合材料SiC顆粒分布均勻，復(fù)合材料的界面結(jié)合較好,復(fù)合材料斷裂方式呈現(xiàn)脆性斷裂特征。當(dāng)SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)為60％，SiC顆粒粒徑為雙粒徑100μm、5μm，且質(zhì)量比為9.5:0.5，燒結(jié)溫度600℃，加壓時(shí)間4min，撤壓后保溫時(shí)間2min時(shí)，制得的復(fù)合材料的熱物理性能及力學(xué)性能較優(yōu)異，室溫