高體積分?jǐn)?shù)SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、高體積分?jǐn)?shù)SiC/A1復(fù)合材料具有高熱導(dǎo)率、低密度和較高的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，而且可通過(guò)調(diào)整SiC體積分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整膨脹系數(shù)實(shí)現(xiàn)與各種基板的熱匹配，使其在微波集成電路、功率模塊和微處器蓋板等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。高體積分?jǐn)?shù)SiC/A1復(fù)合材料加工困難，開(kāi)發(fā)能近凈成形復(fù)雜形狀SiC/A1復(fù)合材料構(gòu)件的方法成為目前這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文探討了高體積分?jǐn)?shù)SiC/A1復(fù)合材料的制備方法，通過(guò)粉末注射成形和壓力浸滲法成功地制備了近凈成形的高體積分

2、數(shù)SiC/A1復(fù)合材料，首先用粉末注射成形制備出具有一定體積分?jǐn)?shù)的碳化硅預(yù)制件，其中采用粗細(xì)碳化硅粉末搭配和新型粘結(jié)劑可以獲得較高的粉末裝載量(65 vol.％)，注射坯60℃溶劑中脫脂9小時(shí)，可將粘結(jié)劑中的可溶性組分脫除70％以上并有效地避免了熱脫脂缺陷的形成；接著施加壓力使鋁熔體浸滲到預(yù)制件的孔隙中形成接近全致密的復(fù)合材料，體積分?jǐn)?shù)為65％的復(fù)合材料的典型性能如下：密度3.00g.cm-3，30-100℃熱膨脹系數(shù)7.18×10-6

3、.K-1，熱導(dǎo)率175W/m.K，強(qiáng)度431MPa，可以滿足電子封裝的使用要求。 本文通過(guò)金相顯微技術(shù)、掃描電鏡分析、能譜分析、X射線衍射分析、SEM等現(xiàn)代分析手段開(kāi)展了大量的實(shí)驗(yàn)工作及理論分析，主要得到以下結(jié)論：熱脫脂后的碳化硅預(yù)制件的孔隙率符合粉末裝載量并具有很高的開(kāi)孔率。復(fù)合材料致密度高，粗細(xì)碳化硅粉末可以均勻地分布在鋁基體上，XRD分析和TEM證實(shí)了碳化硅和鋁基體并沒(méi)有發(fā)生界面反應(yīng)。復(fù)合材料斷裂模式基本為增強(qiáng)體解理類(lèi)型，