SiCp-Al多層功能梯度材料的制備與性能研究.pdf

1、高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al封裝復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的熱物理性能和力學(xué)性能等,而在電子封裝領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿?。然而焊接性能差是SiCp/Al封裝復(fù)合材料的一大弱點(diǎn),給封裝工藝增加了很大的難度。本論文的研究目的在于分兩步制備出改善焊接性能的SiCp/Al層狀梯度復(fù)合材料。首先采用NaCl作造孔劑制備出SiC層狀梯度多孔預(yù)制體,然后采用無壓浸滲法制備出SiCp/Al層狀梯度復(fù)合材料。
　　采用粒徑分別為W7和W14的SiC粉為原料添加

2、不同體積含量的NaCl制備SiC多孔預(yù)制體,研究了造孔劑體積含量和SiC粒徑對SiC多孔預(yù)制體的影響。對于W7的SiC制備的多孔預(yù)制體,隨著NaCl體積含量從0增加到82％,SiC多孔預(yù)制體的孔隙率從47%上升到86%;孔隙分布的均勻性和孔隙的連通性都有明顯的提高,孔隙的分布由離散狀態(tài)逐漸變得均勻密集,而 SiC顆粒的堆積結(jié)構(gòu)逐漸趨于三維薄壁狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)NaCl與SiC體積比為9:2時,能獲得孔隙率為86%的高孔隙率SiC多孔預(yù)制體。

3、SiC粉的粒徑對SiC多孔預(yù)制體的孔隙率影響不大。
　　采用不同SiC體積含量的多孔預(yù)制體制備了相應(yīng)的SiCp/Al復(fù)合材料,并對不同SiC含量的SiCp/Al復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究。SiCp/Al復(fù)合材料由大鋁合金區(qū)和高SiC體積分?jǐn)?shù)的SiCp/Al復(fù)合區(qū)組成。大鋁合金區(qū)域隨著鋁合金體積含量的增加而逐漸變得均勻密集并具有一定的連通性;而高 SiC體積分?jǐn)?shù)的SiCp/Al復(fù)合區(qū)域則逐漸變?yōu)槿S薄壁狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著SiC體積

4、含量從14%增加到53%,SiCp/Al復(fù)合材料的平均線膨脹系數(shù)(25℃~300℃)從16.1×10-6K-1下降到9.3×10-6K-1,其變化規(guī)律與Terner模型比較吻合。
　　通過逐層裝粉并調(diào)節(jié)每層造孔劑體積含量和SiC粒度組成,制備出SiCp/Al三層高梯度復(fù)合材料。SiCp/Al層狀梯度復(fù)合材料各層結(jié)構(gòu)均勻,層與層之間結(jié)合良好。頂層的SiC體積含量約為14%,中層的SiC體積含量約為40%,底層的SiC體積含量約為62