SiCp-Al復(fù)合材料顯微結(jié)構(gòu)及熱學(xué)性能研究.pdf

1、本文以電子封裝為應(yīng)用背景，采用無(wú)壓熔滲法分別制備了不同界面顯微結(jié)構(gòu)、不同顆粒形貌、不同基體組織及不同相對(duì)密度的SiCp/Al復(fù)合材料。增強(qiáng)體顆粒的表面處理包括酸洗前處理，高溫預(yù)氧化處理和高溫氧化后酸洗處理，基體的選擇包括1060、ZL102和5052合金。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、研究復(fù)合材料界面顯微結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)顆粒形貌、基體組織。通過(guò)能譜儀(EDS)分析復(fù)合材料界面處的元素分布。通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀(XRD)分析不同狀態(tài)下復(fù)

2、合材料的物相構(gòu)成。采用激光閃光導(dǎo)熱儀測(cè)試不同顯微結(jié)構(gòu)下復(fù)合材料的熱學(xué)性能。
　　研究結(jié)果表明：隨著氧化溫度的升高SiC顆粒表面逐漸出現(xiàn)點(diǎn)狀凸起物，隨著溫度的進(jìn)一步升高，離散分布的氧化層逐漸生長(zhǎng)密集。經(jīng)1100℃氧化處理的SiC顆粒生成的SiO2層可以抑制有害界面反應(yīng)的發(fā)生，而且1100℃4h處理生成的 SiO2層剛好達(dá)到臨界值，即在熔滲結(jié)束時(shí)，氧化層剛好被反應(yīng)掉，1100℃6h處理后制備出的復(fù)合材料中還有保留的 SiO2。從經(jīng)前處

3、理 SiC顆粒制備的復(fù)合材料中萃取出的顆粒表面分布著短棒狀的Al4C3，而經(jīng)1100℃4h氧化后制備的復(fù)合材料中萃取出的顆粒表面主要是八面體形貌的MgAl2O4。高溫氧化后酸洗能改變SiC顆粒的表面狀態(tài)及形貌。以1060和5052為基體，經(jīng)前處理SiC顆粒為增強(qiáng)體制備的復(fù)合材料有Al4C3生成，而以ZL102為基體制備的復(fù)合材料中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Al4C3相。經(jīng)氧化處理后的SiC顆粒制備出的復(fù)合材料的相對(duì)密度都要比經(jīng)前處理后制備出的要高，并且以

4、無(wú)壓熔滲法制備出的復(fù)合材料的相對(duì)密度都在95％以上。
　　在界面顯微結(jié)構(gòu)方面，1100℃4h處理制備出的SiCp/5052Al復(fù)合材料的熱學(xué)性能較高。顆粒形貌方面，高溫氧化后酸洗，SiC顆粒尖角鈍化制備的SiCp/ZL102Al復(fù)合材料熱學(xué)性能要好?；w組織方面，基體組織為1060制備出的復(fù)合材料熱學(xué)性能高于另外兩種基體制備的。相對(duì)密度方面，以1060和ZL102為基體制備的復(fù)合材料熱學(xué)性能相對(duì)較低，以5052為基體制備的復(fù)合材料