發(fā)布時(shí)間：2021-01-15 15:01

　　鱗片石墨由于高導(dǎo)熱、低熱膨脹系數(shù)、低密度的特點(diǎn),一直作為金屬基復(fù)合材料的增強(qiáng)體。目前的電子封裝材料最受關(guān)注的是石墨/鋁復(fù)合材料和石墨/銅復(fù)合材料,受極端工作環(huán)境影響,在保證復(fù)合材料的導(dǎo)熱率同時(shí),研究摩擦因數(shù)、磨損量、力學(xué)性能最佳時(shí)的工藝。本文研究了化學(xué)氧化方法對(duì)石墨紙表面進(jìn)行改性,改善石墨紙和銅箔的界面結(jié)合能力,制備得到導(dǎo)熱率約950 W/（m·K）的石墨紙/銅復(fù)合材料。使用鹽浴法和化學(xué)鍍層法對(duì)鱗片石墨表面進(jìn)行鍍層改性,設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組,增強(qiáng)體分別為未鍍層石墨、鍍硅石墨和鍍銅石墨,表征結(jié)果表面,石墨鍍層處理后,能顯著提高復(fù)合材料的抗彎性能,減小磨損量,改善界面結(jié)合能力,主要探究?jī)?nèi)容如下:不同體積分?jǐn)?shù)的石墨含量的復(fù)合材料中,抗彎性能、摩擦因數(shù)、磨損量和導(dǎo)熱率的變化。不同鍍層石墨的復(fù)合材料中,微觀結(jié)構(gòu)的改變以及界面結(jié)合能力的改善。對(duì)比不同鍍層石墨/鋁復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn),通過(guò)分析微觀結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成等進(jìn)行分析,探究?jī)?nèi)在的石墨表面改性對(duì)石墨/鋁復(fù)合材料的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),石墨鋁XY面的摩擦因數(shù)小于Z面,磨損量XY面大于Z面。導(dǎo)熱率隨著石墨的體積分?jǐn)?shù)的上升而增加。鍍銅石墨/鋁復(fù)合材料的摩擦因數(shù)為0.18... 

【文章來(lái)源】：江漢大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)銅粉(b)和石墨紙

圖2-2(a)(b)(c)(d)(e)分別是體積分?jǐn)?shù)為30%、40%、50%、60%、70%的石墨紙/銅復(fù)合材料,銅與石墨分布均勻,電鏡微觀形貌呈現(xiàn)分明的條狀層間結(jié)構(gòu),黑色的為石墨紙,亮色的為銅,石墨紙與銅界面結(jié)合牢固,與未進(jìn)行化學(xué)氧化處理的石墨紙/銅相比,石墨紙與銅箔的結(jié)合能力得到顯著提高。(a)圖中材料條紋直,整齊排列,是體積分?jǐn)?shù)30%石墨紙的復(fù)合材料,根據(jù)條紋的寬度可以顯而易見(jiàn)看出復(fù)合材料中各材料的體積分?jǐn)?shù)。(b)相對(duì)于圖(a)條紋有少許彎曲,但是條紋之間沒(méi)有連接,這是在模具中填充材料時(shí),由于石墨紙與銅箔數(shù)量多,會(huì)有一些褶皺,在模具壓力作用后,褶皺會(huì)使層間界限變得模糊,微觀形貌上變得彎曲。(c)(d)分別是體積分?jǐn)?shù)為50%、60%石墨紙/銅復(fù)合材料,觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨紙的體積分?jǐn)?shù)提高時(shí),組分材料的界限變得模糊,但是扔未有相交部分。(e)圖為石墨紙?bào)w積分?jǐn)?shù)為80%的復(fù)合材料,石墨紙與銅之間的界限變得模糊,石墨紙之間有相交部分。為了提高石墨紙的體積分?jǐn)?shù),不能加厚石墨紙的厚度,會(huì)使復(fù)合材料容易開(kāi)裂,層與層之間會(huì)發(fā)生剝離,因此降低銅箔的流延厚度,流延得到的銅箔上會(huì)有細(xì)小的空隙,在真空熱壓機(jī)的壓力作用下,化學(xué)氧化處理石墨紙表面的顆粒會(huì)透過(guò)銅箔表面的空隙與石墨紙之間連接起來(lái),形成了石墨紙相交的微觀形貌。2.4 材料性能

對(duì)酸洗后的石墨和制備的復(fù)合材料進(jìn)行微觀形貌表征,電鏡圖如圖3-1所示,(a)(b)高純石墨體積分?jǐn)?shù)30%,(c)高純石墨體積分?jǐn)?shù)為50%,(d)高純石墨體積分?jǐn)?shù)70%,隨著高純石墨體積分?jǐn)?shù)的增加,微觀形貌圖中高純石墨所占面積逐漸增大。由于石墨是片狀,在XY面石墨的表面積大于Z面。由(b)(d)可看出石墨和鋁的界面結(jié)合有待改善,石墨和鋁基體的潤(rùn)濕性差,導(dǎo)致鋁和石墨之間出現(xiàn)縫隙,天然鱗片石墨具有脆性,在混料和加壓過(guò)程中會(huì)破壞石墨的完整性,從而降低復(fù)合材料的導(dǎo)熱率以及力學(xué)性能。圖3-1未鍍層石墨/鋁復(fù)合材料電鏡圖

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2979074