采用熱壓成形工藝制備了Al-50Si、Al-60Si、Al-70Si合金電子封裝材料,研究Si含量對(duì)材料組織和性能的影響。結(jié)果表明,Si含量對(duì)Al-xSi高Si鋁合金有很大影響,Si含量為50%時(shí),Al基體形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但存在大量細(xì)小的孔隙。當(dāng)Si含量增加到60%,Al基體呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀分布,內(nèi)部孔洞減少。當(dāng)Si含量達(dá)到70%,Si顆粒相互依存長(zhǎng)大的幾率更大,Si相尺寸明顯長(zhǎng)大。Al-60Si合金性能最佳,熱導(dǎo)率為128.0W/（m·K）,室溫到150℃合金的熱膨脹系數(shù)為9.92×10^-6℃^-1,密度為2.462g/cm³。 

【文章來(lái)源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

混合粉末形貌

Al-Si電子封裝材料的理想結(jié)構(gòu)要求組織高度致密，細(xì)小的Si顆粒構(gòu)成整個(gè)材料的骨架，熔化后的鋁液滲入骨架，Al相呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)分布。產(chǎn)生大量細(xì)小孔洞的原因是當(dāng)Si含量為50%時(shí)，更容易發(fā)生氧化。當(dāng)Si含量為50%的合金相比于Si含量為60%的Al含量更高，在粉末的制備、包套和預(yù)熱過程中，粉末會(huì)不可避免與空氣相接觸，而且Al相比于Si來(lái)說更加活潑，所以當(dāng)Al含量較高時(shí)，粉末與空氣中的氧氣水分等接觸面積加大，極容易發(fā)生氧化，形成致密的氧化膜，這層氧化膜會(huì)導(dǎo)致在致密化過程中阻礙合金元素的相互擴(kuò)散，以至于冶金結(jié)合難以形成，從而在材料內(nèi)部會(huì)形成孔洞，降低合金的致密度[13]。當(dāng)Si含量為70%,Al含量降低，熔化后的液相不能充分填充到孔洞中，并且由于Si含量增加，Si顆粒相互依存長(zhǎng)大的幾率提高，Si相長(zhǎng)大的傾向更加明顯，從而使合金內(nèi)部出現(xiàn)大量孔洞。2.2 密度及致密度

從圖3還可以看出，當(dāng)Si含量增加時(shí)，Al-Si合金的密度及致密度呈先增大后減小的趨勢(shì)。結(jié)合圖2,Si含量為50%時(shí)，可以明顯看出一些細(xì)小的孔洞，而Si含量為60%時(shí)，孔洞數(shù)量明顯減少，所以其致密度提高。但Si含量增加到70%時(shí)，燒結(jié)體材料的密度和致密度明顯下降。隨著Si含量增加，混合粉末中的Al粉和Si粉分布不均勻，很可能會(huì)出現(xiàn)Si粉末聚集分布，在液相燒結(jié)時(shí)，致使Si的團(tuán)聚從而導(dǎo)致合金致密度下降。同時(shí)由于Al含量降低，在燒結(jié)時(shí)熔化的液相減少，不能充分地進(jìn)行填充，并且因?yàn)镾i的團(tuán)聚分布阻礙了液相燒結(jié)中Al液的流通通道，使得Al液無(wú)法填充到區(qū)域中的孔隙位置，導(dǎo)致合金內(nèi)部形成許多孔洞缺陷，從而導(dǎo)致其致密度下降，見圖2e和圖2f。2.3 硬度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粉末冶金發(fā)展?fàn)顩r[J]. 陳夢(mèng)婷,石建軍,陳國(guó)平.  粉末冶金工業(yè). 2017(04)
[2]真空熱壓燒結(jié)法制備金剛石/Al-Cu基復(fù)合材料[J]. 李信,彭軍,龍劍平,王鵬威.  特種鑄造及有色合金. 2015(12)
[3]熱等靜壓對(duì)電子封裝60wt%Si-Al合金組織與性能的影響[J]. 張磊,楊濱.  塑性工程學(xué)報(bào). 2010(04)
[4]高硅鋁合金輕質(zhì)電子封裝材料研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 甘衛(wèi)平,陳招科,楊伏良,周兆鋒.  材料導(dǎo)報(bào). 2004(06)
[5]Si-Al電子封裝材料粉末冶金制備工藝研究[J]. 楊培勇,鄭子樵,蔡楊,李世晨,馮曦.  稀有金屬. 2004(01)
[6]快速凝固過共晶鋁硅合金材料的研究進(jìn)展[J]. 張大童,李元元,羅宗強(qiáng).  輕合金加工技術(shù). 2001(02)

博士論文
[1]高導(dǎo)熱、低膨脹石墨—鋁復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備與性能研究[D]. 周聰.上海交通大學(xué) 2015
[2]噴射沉積鋁基連續(xù)梯度復(fù)合材料的制備、致密化及性能研究[D]. 蘇斌.湖南大學(xué) 2013
[3]新型輕質(zhì)低膨脹高導(dǎo)熱電子封裝材料的研究[D]. 楊伏良.中南大學(xué) 2007

碩士論文
[1]真空熱壓擴(kuò)散法制備碳纖維布增強(qiáng)Al基復(fù)合材料組織及性能研究[D]. 李洪軍.南昌航空大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3018567