隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,電子元器件的小型化和高度集成化引起電子設備的熱流密度迅速增加,傳統(tǒng)的電子封裝散熱材料已經(jīng)很難保證大規(guī)模集成電路、半導體激光器、相控陣天線等高功率器件運行的安全性和可靠性,因此亟需開發(fā)新一代的電子封裝散熱材料。金剛石顆粒增強銅基（Cu/diamond）復合材料由于其優(yōu)異的熱物理性能、良好的力學性能和相對較低的密度等特點,是新一代電子封裝散熱材料的研究熱點。Cu/diamond復合材料的界面結(jié)合狀態(tài)直接決定復合材料的熱物理性能和力學性能,界面結(jié)構(gòu)的裁剪設計是提升復合材料性能的有效方式。目前,研究者主要關(guān)注如何在Cu/diamond界面處引入碳化物提高復合材料的熱物理性能,然而缺乏Cu/diamond復合材料的界面微觀組織的深入表征和分析,因此界面碳化物的形成機制還不清楚,復合材料界面結(jié)構(gòu)對熱物理性能、力學性能和熱循環(huán)性能的作用機理尚未明確。本文采用銅硼基體合金化和氣體壓力浸滲技術(shù)制備不同硼含量的Cu-B/diamond復合材料,通過聚焦離子束刻蝕系統(tǒng)（FIB）、透射電子顯微鏡（TEM）和掃描透射電子顯微鏡（STEM）等方法系統(tǒng)研究Cu-B/diamond復合材料... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：173 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?（ａ）金剛石和（ｂ）石墨的晶體結(jié)構(gòu)??

?北京科技大學博士學位論文???得金剛石顆粒不能很好地發(fā)揮自身優(yōu)異的性能。??（１）粉末冶金法（Ｐｏｗｄｅｒ?ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＰＭ）??粉末冶金法【８６＿８８１是將金屬基體粉末和增強相顆粒以一定的比例混合，然??后放入特定的模具中以干壓或注射等方法制備預坯體，最后將預坯體放入保??護氣氛中燒結(jié)成金屬基復合材料的一種工藝技術(shù)，圖２－２為粉末冶金法的制??備流程圖。該技術(shù)的主要優(yōu)點是：金屬基體粉末和增強相顆粒有相對較寬的??選擇范圍，并且任意調(diào)整兩者的體積分數(shù)比例達到精確控制復合材料性能的??目的，該方法可以實現(xiàn)近凈成形。該技術(shù)的不足之處是：工序繁多，工藝復??雜，復合材料致密度不高，很難制備形狀復雜、增強體體積分數(shù)較高的復合??材料。??ｉ，?｜??圓麗卜—??＊?［ｈａ??圖２－２粉末冶金法制備流程示意圖丨８＊］??（２）真空熱壓燒結(jié)（Ｖａｃｕｕｍ?ｈｏｔ－ｐｒｅｓｓｉｎｇ，ＶＨＰ）??真空熱壓燒結(jié)［８９＿９１］是指將松散的粉末放置于規(guī)定形狀的石墨模具中或?qū)??己經(jīng)成型的粉末壓坯燒結(jié)，并且在燒結(jié)過程中施加單向或多向載荷，圖２－３??為真空熱壓燒結(jié)爐。熱壓燒結(jié)的主要特點是：粉料在熱壓時處于熱塑性狀態(tài)，??使得形變阻力變小而易于塑性流動，同時加熱加壓促進粉末顆粒的接觸、擴??散和流動，可以降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，獲得接近理論密度的燒坯體。??此外，在真空燒結(jié)過程中，爐內(nèi)保持真空狀態(tài)一方面是為了降低燒結(jié)溫度，??另一方面是為了防止樣品在空氣中燒結(jié)產(chǎn)生氧化。??－１１?－??

?Ｃｕ－Ｂ／ｄｉａｍｏｎｄ復合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能???■闕１｜??■＂ｓｕｐｐ〇ｒｔ＇ｒａ？??圖２－３典型的真空熱壓爐％??（ａ）實物圖；（ｂ）示意圖??（３）放電等離子燒結(jié)（Ｓｐａｒｋ?ｐｌａｓｍａ?ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＰＳ）??放電等離子燒結(jié)［９Ｍ４］是近年來發(fā)展起來的一種新型的快速燒結(jié)技術(shù)，圖??２－４是放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)示意圖ＭＩ。該技術(shù)和傳統(tǒng)粉末冶金方法的最大區(qū)??別是，它通過特殊電源控制裝置發(fā)生的ＯＮ－ＯＦＦ直流脈沖電源對粉體材料進??行加熱燒結(jié)，在放電等離子燒結(jié)過程中，除了通常放電所引起的燒結(jié)作用外，??還有效利用脈沖放電初期粉體間產(chǎn)生的瞬間高溫等離子體放電來促進燒結(jié)，??可以在短時間內(nèi)獲得高致密化的復合材料。放電等離子燒結(jié)具有加熱均勻、??升溫速度快、燒結(jié)時間短的優(yōu)點，可用于低溫、高壓（５００？１０００ＭＰａ）燒結(jié)??或者低壓（２０？３０?ＭＰａ）、高溫（１２７３？２２７３?Ｋ）燒結(jié)，有利于控制燒結(jié)體的??組織結(jié)構(gòu)，能夠獲得致密性高的樣品。ＳＰＳ技術(shù)的缺點是很難制備形狀復雜、??增強體體積分數(shù)較高的復合材料。??客?一???１??Ｕｐｐｅｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?—Ｏｉｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ＾！??ｒＴｌ??■?Ｐｏｗｄｅｒ?Ｗ??Ｌｏｗｅｒ?ｒ?ｔ?＾??ｐｕｎｃｈ?Ｉｑ?????丁ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??Ｖａｃｕｕｍ?？?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ??Ｃｕｒｒｅｎｔ－ｖｏｌｔａｇｅ??．二■疆?…二?Ｖａｃｕｕｍ??Ｌｏｗｅｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?—Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ??■＊？＞???＾????圖２－４放


本文編號：3382038