【摘要】：W-Cu復(fù)合材料因具有高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及低的熱膨脹系數(shù)等,可作為熱沉材料并應(yīng)用于大規(guī)模集成電路和大功率電子元器件中。隨著集成電路和電子元器件的高度集成化和大功率化,對W-Cu熱沉材料的性能提出了更高的要求。由于W和Cu之間的互不相溶性和熔點(diǎn)、密度的明顯差異,通過常規(guī)粉末冶金工藝所制備的W-Cu復(fù)合材料在組織和性能上仍存著一定的不足。近些年來,制備組織成分均勻、超細(xì)(納米)W-Cu復(fù)合粉體并在此基礎(chǔ)上制備新型的W-Cu復(fù)合材料成為W-Cu復(fù)合材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本碩士論文嘗試通過化學(xué)鍍的方法制備出具有包覆結(jié)構(gòu)的W-Cu復(fù)合粉體,由此制備組織均勻的超細(xì)晶W-Cu復(fù)合材料;嘗試使用不同粉末粒度級配的W-Cu包覆粉體結(jié)合高溫液相燒結(jié)制備出梯度W-Cu復(fù)合材料,并考察了其組織、界面結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性能與原料粉體特性及制備工藝的關(guān)系。通過本論文工作可以為高性能W-Cu熱沉材料的制備和組織性能研究提供理論和實(shí)驗(yàn)積累。本論文第二章以平均粒度為0.8μm的W粉為原料,采用化學(xué)鍍法制備出具有包覆結(jié)構(gòu)的W-10Cu復(fù)合粉體,經(jīng)模壓成形、燒結(jié)后得到W-10Cu復(fù)合材料,并對復(fù)合粉體的物相、形貌及復(fù)合材料的密度、微觀組織和物理力學(xué)性能等進(jìn)行分析測定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所制備得W-Cu復(fù)合粉體具有良好的包覆結(jié)構(gòu),鍍Cu層均勻覆于W顆粒表面,復(fù)合粉體有良好的壓制性能和燒結(jié)活性,1400℃在H2氣氛中燒結(jié)120min后,燒結(jié)體的相對密度高于97.0%,具有均勻的組織結(jié)構(gòu),晶粒平均尺寸小于2μm。燒結(jié)體試樣的導(dǎo)電率高于35%IACS,室溫?zé)釋?dǎo)率可以達(dá)到192W/(m·K),抗彎強(qiáng)度和硬度分別達(dá)963MPa和377HV,在25-800℃溫度范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為6.07-8.31×10-6K-1。本論文第三章分別以兩種不同粒度的W粉為原料,采用化學(xué)鍍的方法分別制備了具有不同Cu含量兼有包覆結(jié)構(gòu)的W-Cu復(fù)合粉體,通過梯度結(jié)構(gòu)成分設(shè)計(jì),疊層裝粉壓制、燒結(jié)制備了W-10Cu/W-20Cu/W-32Cu(質(zhì)量分?jǐn)?shù))三層梯度W-Cu復(fù)合材料。嘗試通過在各層采用不同粒度和Cu含量來調(diào)整各梯度層間由于燒結(jié)收縮率不同所導(dǎo)致的彎曲變形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過粉末粒度級配調(diào)整,1350℃在H2氣氛中燒結(jié)120min后所獲得的梯度W-Cu復(fù)合材料形狀尺寸保持及梯度層間界面結(jié)合良好,復(fù)合材料的密度為15.18g/cm3,相對密度可以達(dá)到96.8%;燒結(jié)體具有良好的物理力學(xué)性能。其室溫?zé)釋?dǎo)率為216W/(m·K),介于封裝層(高W)和散熱層(高Cu)之間。抗彎強(qiáng)度和硬度隨著成分變化呈梯度變化,最大值的分別是1018MPa和359HV。本論文第四章首先采用化學(xué)鍍的方法制備W粉粒度和Cu含量均不同的W-Cu包覆粉體,隨后經(jīng)疊層裝粉壓制成形和微波燒結(jié)制備出了三層梯度W-Cu復(fù)合材料。通過1350℃在15%H2+85%N2氣氛燒結(jié)40min后,所獲得燒結(jié)體微觀組織良好均勻、各梯度層間界面結(jié)構(gòu)良好。燒結(jié)體的相對密度達(dá)到96.9%,最大的抗彎強(qiáng)度和硬度可以分別達(dá)1004 MPa和346HV,室溫下的熱導(dǎo)率高于210 W/(m·K)。
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【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB331

【參考文獻(xiàn)】

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1 卓海鷗;劉文勝;陳樹茂;;超細(xì)/納米W-Cu復(fù)合粉的制備方法及燒結(jié)致密化機(jī)制[J];中國鎢業(yè);2016年05期

2 徐竹;;鎢銅復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J];新技術(shù)新工藝;2016年06期

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4 高翔;李先容;朱彩強(qiáng);賈玉斌;鄭剛;;熱機(jī)械合金化法制備納米晶W-Cu復(fù)合粉末[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2015年03期

5 王珩;李素華;劉立強(qiáng);柏小平;翁桅;李國偉;;CuW電觸頭材料研究綜述[J];電工材料;2014年05期

6 黃麗枚;羅來馬;丁孝禹;羅廣南;昝祥;洪雨;吳玉程;;鎢銅復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];機(jī)械工程材料;2014年04期

7 池永恒;張瑞杰;方偉;楊詩棣;曲選輝;;W-Cu液相燒結(jié)體系致密化行為的模擬[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2014年02期

8 范景蓮;郭W毞，

本文編號：2387351