真空壓力浸滲SiC/Al復(fù)合材料工藝過(guò)程數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-10 14:11
高陶瓷含量SiC/Al復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)以及低密度等優(yōu)點(diǎn),是航空航天領(lǐng)域用大功率電子器件用理想的管殼材料。熔體真空壓力浸滲多孔陶瓷是制備SiC/Al復(fù)合材料的重要工藝手段,但所制備的SiC/Al復(fù)合材料易出現(xiàn)孔隙和分層開(kāi)裂等缺陷。本文基于鑄造仿真模擬軟件ProCAST,對(duì)真空壓力浸滲工藝的全程進(jìn)行數(shù)值模擬研究,以期深入分析復(fù)合材料缺陷產(chǎn)生機(jī)制,優(yōu)化復(fù)合材料浸滲工藝,制備出合格的SiC/Al復(fù)合材料。主要研究成果如下。掌握了熔體在復(fù)雜三維連通微孔內(nèi)浸滲充型過(guò)程和凝固冷卻過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù)。采用ProCAST的Inverse模塊實(shí)現(xiàn)了數(shù)值模擬模型中界面換熱系數(shù)的優(yōu)化,提高了模擬的精度;突破了基于多孔陶瓷真實(shí)孔隙特征建模技術(shù),準(zhǔn)確再現(xiàn)了三維連通復(fù)雜孔隙內(nèi)熔體充型過(guò)程流動(dòng)停頓的特殊現(xiàn)象;通過(guò)采用簡(jiǎn)化微孔模型建模技術(shù),獲得了微米孔隙中熔體充型流動(dòng)中壓力損失數(shù)據(jù),以及熔體凝固冷卻過(guò)程中殘余應(yīng)力的分布。準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了復(fù)合材料板內(nèi)縮松位置和殘余應(yīng)力分布,科學(xué)解釋了復(fù)合材料內(nèi)孔隙和分層開(kāi)裂的形成機(jī)制。通過(guò)對(duì)真空氣壓浸滲過(guò)程的模擬發(fā)現(xiàn),熔體在復(fù)雜三維連通微米孔隙中充型流動(dòng)時(shí)...
【文章來(lái)源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
DIP型封裝結(jié)構(gòu)示意圖
固態(tài)金是過(guò)成態(tài)成型法是以金屬或成形和燒結(jié)圖 1.2 SiCP/或用金屬粉結(jié),制造金/Al 復(fù)合材料粉末(或金金屬材料、料主要制備屬粉末與非復(fù)合以及各備方法非金屬粉末各種類型制末的制品
以金屬或形和燒結(jié)Cs 的傳統(tǒng)或用金屬粉結(jié),制造金統(tǒng)工藝。圖粉末(或金金屬材料、圖 1.3 是粉屬粉末與非復(fù)合以及各粉末冶金的非金屬粉末各種類型制的流程圖。末制
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高體積分?jǐn)?shù)SiC/Al電子封裝材料的制備及性能研究[J]. 王濤. 硅酸鹽通報(bào). 2013(03)
[2]微電子封裝材料的最新進(jìn)展[J]. 陳軍君,傅岳鵬,田民波. 半導(dǎo)體技術(shù). 2008(03)
[3]新型高硅鋁合金電子封裝復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 徐高磊,李明茂. 鋁加工. 2007(06)
[4]Al-Cu合金擠壓浸滲多孔網(wǎng)絡(luò)陶瓷計(jì)算機(jī)模擬[J]. 陳維平,黃丹,梁澤欽,何曾先. 特種鑄造及有色合金. 2007(08)
[5]電子封裝用高硅鋁合金熱膨脹性能的研究[J]. 張偉,楊伏良,甘衛(wèi)平,劉泓. 材料導(dǎo)報(bào). 2006(S1)
[6]金屬基復(fù)合材料中熱殘余應(yīng)力的分析方法及其對(duì)復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響[J]. 黃斌,楊延清. 材料導(dǎo)報(bào). 2006(S1)
[7]SiCp/Al復(fù)合材料的SPS燒結(jié)及熱物理性能研究[J]. 顧曉峰,張聯(lián)盟,楊梅君,張東明. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2006(06)
[8]電子封裝中的鋁碳化硅及其應(yīng)用[J]. 龍樂(lè). 電子與封裝. 2006(06)
[9]新型電子封裝材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄭小紅,胡明,周?chē)?guó)柱. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(03)
[10]小批量鋁碳化硅T/R組件封裝外殼的研制[J]. 熊德贛,劉希從,堵永國(guó),楊盛良,李益民,唐榮. 電子與封裝. 2004(04)
碩士論文
[1]A356/H13鋼熱力耦合界面換熱系數(shù)的穩(wěn)態(tài)法測(cè)量研究[D]. 宋剛.重慶大學(xué) 2012
[2]粉末冶金法制備β-SiCp/Al電子封裝材料工藝與性能研究[D]. 于慶芬.西安科技大學(xué) 2010
[3]壓力浸滲制備Al2O3p/ZL104復(fù)合材料及有限元模擬[D]. 鐘娟.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[4]電子封裝SiCp/Al 復(fù)合材料性能及影響因素研究[D]. 王磊.南昌航空工業(yè)學(xué)院 2006
[5]氣壓浸滲法制備Al/SiCp電子封裝材料的研究[D]. 閆慶.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3334207
【文章來(lái)源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
DIP型封裝結(jié)構(gòu)示意圖
固態(tài)金是過(guò)成態(tài)成型法是以金屬或成形和燒結(jié)圖 1.2 SiCP/或用金屬粉結(jié),制造金/Al 復(fù)合材料粉末(或金金屬材料、料主要制備屬粉末與非復(fù)合以及各備方法非金屬粉末各種類型制末的制品
以金屬或形和燒結(jié)Cs 的傳統(tǒng)或用金屬粉結(jié),制造金統(tǒng)工藝。圖粉末(或金金屬材料、圖 1.3 是粉屬粉末與非復(fù)合以及各粉末冶金的非金屬粉末各種類型制的流程圖。末制
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高體積分?jǐn)?shù)SiC/Al電子封裝材料的制備及性能研究[J]. 王濤. 硅酸鹽通報(bào). 2013(03)
[2]微電子封裝材料的最新進(jìn)展[J]. 陳軍君,傅岳鵬,田民波. 半導(dǎo)體技術(shù). 2008(03)
[3]新型高硅鋁合金電子封裝復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 徐高磊,李明茂. 鋁加工. 2007(06)
[4]Al-Cu合金擠壓浸滲多孔網(wǎng)絡(luò)陶瓷計(jì)算機(jī)模擬[J]. 陳維平,黃丹,梁澤欽,何曾先. 特種鑄造及有色合金. 2007(08)
[5]電子封裝用高硅鋁合金熱膨脹性能的研究[J]. 張偉,楊伏良,甘衛(wèi)平,劉泓. 材料導(dǎo)報(bào). 2006(S1)
[6]金屬基復(fù)合材料中熱殘余應(yīng)力的分析方法及其對(duì)復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響[J]. 黃斌,楊延清. 材料導(dǎo)報(bào). 2006(S1)
[7]SiCp/Al復(fù)合材料的SPS燒結(jié)及熱物理性能研究[J]. 顧曉峰,張聯(lián)盟,楊梅君,張東明. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2006(06)
[8]電子封裝中的鋁碳化硅及其應(yīng)用[J]. 龍樂(lè). 電子與封裝. 2006(06)
[9]新型電子封裝材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄭小紅,胡明,周?chē)?guó)柱. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(03)
[10]小批量鋁碳化硅T/R組件封裝外殼的研制[J]. 熊德贛,劉希從,堵永國(guó),楊盛良,李益民,唐榮. 電子與封裝. 2004(04)
碩士論文
[1]A356/H13鋼熱力耦合界面換熱系數(shù)的穩(wěn)態(tài)法測(cè)量研究[D]. 宋剛.重慶大學(xué) 2012
[2]粉末冶金法制備β-SiCp/Al電子封裝材料工藝與性能研究[D]. 于慶芬.西安科技大學(xué) 2010
[3]壓力浸滲制備Al2O3p/ZL104復(fù)合材料及有限元模擬[D]. 鐘娟.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[4]電子封裝SiCp/Al 復(fù)合材料性能及影響因素研究[D]. 王磊.南昌航空工業(yè)學(xué)院 2006
[5]氣壓浸滲法制備Al/SiCp電子封裝材料的研究[D]. 閆慶.西北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3334207
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