高体积分数sic颗粒增强al基复合材料的制备和性能研究(74页).rar

摘要
高体积分数siC/A1复合材料具有高热导率、低密度和较高的力
学性能等优点，而且可通过调整SIC体积分数来调整膨胀系数实现与
各种基板的热匹配，使其在微波集成电路、功率模块和微处器盖板等
领域得到广泛应用。高体积分数siC/Al复合材料加工困难，开发能
近净成形复杂形状siC/Al复合材料构件的方法成为目前这一领域的
研究热点。
本文探讨了高体积分数siC/AI复合材料的制备方法，通过粉末
注射成形和压力浸渗法成功地制备了近净成形的高体积分数siC/AI
复合材料，首先用粉末注射成形制备出具有一定体积分数的碳化硅预
制件，其中采用粗细碳化硅粉末搭配和新型粘结剂可以获得较高的粉
末装载量(65vol.%)，注射坯60℃溶剂中脱脂9小时，可将粘结剂中
的可溶性组分脱除70%以上并有效地避免了热脱脂缺陷的形成;接着
施加压力使铝熔体浸渗到预制件的孔隙中形成接近全致密的复合材
料，体积分数为65%的复合材料的典型性能如下:密度3.oog.cm一，，
30一l000C热膨胀系数7.lsxlo一6.K一’，热导率175w/m.K，强度43lMpa，
可以满足电子封装的使用要求。
本文通过金相显微技术、扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射
分析、SEM等现代分析手段开展了大量的实验工作及理论分析，主
要得到以下结论:热脱脂后的碳化硅预制件的孔隙率符合粉末装载量
并具有很高的开孔率。复合材料致密度高，粗细碳化硅粉末可以均匀
地分布在铝基体上，XRD分析和TEM证实了碳化硅和铝基体并没有
发生界面反应。复合材料断裂模式基本为增强体解理类型，这是由于
大粒径碳化硅颗粒很难和基体协调变形;碳化硅粉末的粒径越大，复
合材料的力学性能就越差。利用HasselmanandJohnson方程预测了复
合材料的导热性能，结果符合样品导热性能的变化趋势。最后分析了
温度，碳化硅体积分数、粒径和深冷处理等对复合材料热膨胀性能的
影响。
关键词:siC/A1复合材料，粉末注射成形，压力浸渗法，体积分数，
力学性能，热物理性能





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