隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,功率器件熱流密度不斷增加,傳統(tǒng)散熱材料已難以滿足當(dāng)前的導(dǎo)熱性能要求,亟需開發(fā)新一代的高導(dǎo)熱散熱材料。金剛石具有優(yōu)異的熱物理性能,導(dǎo)熱率可達(dá)1200～2000 W/mK,熱膨脹系數(shù)僅為2.3×10^-6/K。金剛石顆粒增強銅基復(fù)合材料具有高熱導(dǎo)、熱膨脹系數(shù)可控等優(yōu)點,是新一代熱管理材料研究的熱點。由于金剛石與銅之間不潤濕且存在化學(xué)惰性,導(dǎo)致兩相界面結(jié)合弱,無法充分發(fā)揮金剛石優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。本文采用一種制備銅/金剛石復(fù)合材料的新工藝-氣壓浸滲法,結(jié)合金剛石表面金屬化和銅基體合金化兩種不同方式引入碳化物界面層,通過界面改性提高銅與金剛石之間的界面結(jié)合,有效降低界面熱阻,從而獲得導(dǎo)熱性能優(yōu)異的銅/金剛石復(fù)合材料。通過金剛石表面金屬化引入碳化物層,鍍覆元素包括Mo、V、W、Ti、Cr等,其中Mo、V、W采用各自的氧化物與金剛石混合,Ti、Cr則直接使用金屬粉與金剛石混合,均采用粉末覆蓋燃燒法對金剛石顆粒進(jìn)行表面處理。通過調(diào)控鍍覆工藝參數(shù),在金剛石顆粒表面獲得一系列具有不同厚度及相組成的碳化物鍍層,然后將鍍覆后的金剛石顆粒與純銅通過氣壓浸滲法制備銅/金剛... 

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 電子封裝材料及其發(fā)展
        2.1.1 電子封裝材料概述
        2.1.2 電子封裝材料分類
    2.2 金屬基復(fù)合材料
    2.3 金剛石顆粒增強銅基復(fù)合材料研究進(jìn)展
        2.3.1 制備工藝
        2.3.2 金剛石表面金屬化制備銅/金剛石復(fù)合材料
        2.3.3 金屬基體合金化制備銅/金剛石復(fù)合材料
    2.4 選題背景與研究意義
3 研究內(nèi)容與實驗方法
    3.1 研究內(nèi)容
    3.2 實驗方法
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 制備方法
        3.2.3 顯微組織與物相分析
        3.2.4 性能測試
4 氣壓浸滲法制備銅/金剛石復(fù)合材料工藝研究
    4.1 氣壓浸滲原理
    4.2 氣壓浸滲制備銅/金剛石復(fù)合材料
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 氣壓浸滲制備工藝參數(shù)優(yōu)化
    4.3 本章小結(jié)
5 金剛石表面金屬化對銅/金剛石復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響
    5.1 金剛石表面金屬化及鍍覆元素選擇
    5.2 金剛石表面鍍Mo、V制備銅/金剛石復(fù)合材料
    5.3 金剛石表面鍍W制備銅/金剛石復(fù)合材料
    5.4 金剛石表面鍍Ti制備銅/金剛石復(fù)合材料
    5.5 金剛石表面鍍Cr制備銅/金剛石復(fù)合材料
    5.6 本章小結(jié)
6 銅基體合金化對銅/金剛石復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響
    6.1 銅基體合金化添加元素
    6.2 銅基體添加Zr制備銅/金剛石復(fù)合材料
    6.3 銅基體添加Ti制備銅/金剛石復(fù)合材料
    6.4 銅基體添加Cr制備銅/金剛石復(fù)合材料
    6.5 本章小結(jié)
7 界面層對銅/金剛石復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響機制
    7.1 界面層選擇的原則
    7.2 界面層對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響機制
        7.2.1 界面層對復(fù)合材料導(dǎo)熱率的影響
        7.2.2 界面層對金剛石/基體界面熱導(dǎo)的影響
    7.3 界面層對復(fù)合材料膨脹性能的影響
    7.4 本章小結(jié)
8 結(jié)論與創(chuàng)新點
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]金剛石磨料表面鍍鈦層的制備、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用[D]. 王艷輝.燕山大學(xué) 2003



本文編號：3707803