高體積分?jǐn)?shù)金剛石／鋁復(fù)合材料具有高熱導(dǎo)率,熱膨脹系數(shù)可調(diào),低密度等優(yōu)點,是非常理想的新一代電子封裝材料。本文為解決其易粉化失效,采用金剛石表面金屬化和基體合金化兩種方法來壓力熔滲制備復(fù)合材料。本文對模壓成形制備多孔金剛石預(yù)成形坯、再通過對金剛石表面金屬化鍍鈦和對鋁基體添加（0-40wt.%） Si兩種方法分別壓力熔滲制備復(fù)合材料等工藝進行了研究,探尋了其最佳工藝參數(shù),并研究在不同工藝條件下金剛石／鋁復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能、熱膨脹行為,抗彎性能及微觀組織和界面結(jié)合的變化規(guī)律,并提出具有中間過渡層的金剛石／鋁復(fù)合材料界面熱阻的計算方法,對比了兩種方法制備的復(fù)合材料的界面熱導(dǎo)和最終性能。研究表明：制備多孔金剛石坯體所用粘結(jié)劑的最佳配比組成為60wt.%石蠟（PW）、15wt.%高密度聚乙烯（HDPE）,15wt.%聚丙烯（PP）和10wt%硬脂酸（SA）。采用單一粒徑100μm和粒徑搭配100μm:40μm=3:1的金剛石粉末,所能達到的最大金剛石固相含量分別為63%和67%。金剛石坯體的熱脫脂最高溫度為4300C,脫脂總時間在12-14小時之間,坯體強度高于7.7 MPa,收縮率小于2%,滿足... 

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 文獻綜述和選題意義
    1.1 緒論
    1.2 電子封裝材料
    1.3 電子封裝用金剛石復(fù)合材料研究進展
    1.4 高導(dǎo)熱金剛/鋁復(fù)合材料
    1.5 金剛石性質(zhì)研究
        1.5.1 金剛石簡介
        1.5.2 金剛石的導(dǎo)熱性能
        1.5.3 金剛石熱穩(wěn)定性研究
        1.5.4 金剛石/鋁復(fù)合材料中界面導(dǎo)熱的各向異性
    1.6 電子封裝用金剛石/鋁復(fù)合材料制備方法
        1.6.1 粉末冶金法
        1.6.2 液相法
        1.6.3 預(yù)制件的制備
    1.7 金剛石/鋁復(fù)合材料界面設(shè)計
        1.7.1 金剛石/鋁復(fù)合材料的導(dǎo)熱原理
        1.7.2 基體金屬鋁合金化
        1.7.3 金剛石表面金屬化
        1.7.4 金剛石/鋁復(fù)合材料導(dǎo)熱的理論計算
    1.8 選題背景及意義
2 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
    2.1 實驗內(nèi)容與研究方法
        2.1.1 多孔金剛石預(yù)成形坯體制備工藝研究
        2.1.2 工藝參數(shù)對復(fù)合材料相對密度、性能的影響規(guī)律
        2.1.3 金剛石與鋁基體的界面設(shè)計
        2.1.4 金剛石/鋁復(fù)合材料界面熱阻的研究
    2.2 技術(shù)路線
    2.3 實驗原料
    2.4 壓力熔滲示意圖與模具設(shè)計
    2.5 復(fù)合材料性能表征方法
        2.5.1 相對密度的測量
        2.5.2 熱穩(wěn)定性分析
        2.5.3 熱導(dǎo)率測量
        2.5.4 熱膨脹系數(shù)測量
        2.5.5 抗彎強度測量
        2.5.6 顯微組織與物相分析
3 熔滲鋁用多孔金剛石坯體的工藝研究
    3.1 粘結(jié)劑的選擇
    3.2 多孔金剛石坯體制備工藝
        3.2.1 金剛石的最大堆積密度
        3.2.2 多孔金剛石坯體脫脂工藝
    3.3 多孔金剛石坯體性能研究
        3.3.1 多孔金剛石坯體強度和收縮率
        3.3.2 多孔金剛石坯體的孔隙度
    3.4 本章小結(jié)
4 壓力熔滲金剛石/鋁復(fù)合材料
    4.1 鍍層對壓力熔滲復(fù)合材料致密行為的影響
    4.2 鋁合金對壓力熔滲復(fù)合材料致密行為的影響
    4.3 金剛石粒徑對壓力熔滲復(fù)合材料致密行為的影響
    4.4 金剛石石墨化研究
    4.5 本章小結(jié)
5 金剛石/鋁復(fù)合材料的界面研究
    5.1 金剛石/鋁復(fù)合材料的界面反應(yīng)
    5.2 鍍鈦金剛石/鋁復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)
    5.3 金剛石/Al-Si復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)
    5.4 金剛石/鋁復(fù)合材料的界面導(dǎo)熱
        5.4.1 金剛石的導(dǎo)熱率
        5.4.2 金剛石/鋁復(fù)合材料過渡層界面導(dǎo)熱理論計算
    5.5 本章小結(jié)
6 金剛石/鋁復(fù)合材料的性能
    6.1 金剛石/鋁復(fù)合材料熱導(dǎo)率分析
        6.1.1 鍍層對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響
        6.1.2 鋁合金對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響
        6.1.3 金剛石體積分?jǐn)?shù)及粒徑對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響
    6.2 金剛石/鋁復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)分析
        6.2.1 鍍層和鋁合金對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響
        6.2.2 金剛石體積分?jǐn)?shù)及粒徑對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響
    6.3 金剛石/鋁復(fù)合材料的抗彎性能分析
        6.3.1 鍍層和鋁合金對復(fù)合材料抗彎強度的影響
        6.3.2 金剛石體積分?jǐn)?shù)及粒徑對復(fù)合材料抗彎強度的影響
    6.4 復(fù)合材料零件
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
主要創(chuàng)新點
參考文獻
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3712459