常壓燒結(jié)制備高硅Sip-6061Al復(fù)合材料的研究.pdf

1、高硅Sip/Al基復(fù)合材料以其高熱導(dǎo)率(TC)，低熱膨脹系數(shù)(CTE)以及低密度等性能特點(diǎn)，成為一種新型的電子封裝材料。開展高硅Sip/Al復(fù)合材料常壓燒結(jié)的粉末冶金工藝研究，對(duì)于該新型電子封裝材料的低成本制備，擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。本論文采用常壓燒結(jié)工藝制備了30 wt％、50 wt％ Sip/6061Al基復(fù)合材料，基于不同工藝條件下復(fù)合材料顯微組織及性能的研究，優(yōu)化高硅Sip/6061Al基復(fù)合材料粉末冶金工藝。
　　

2、壓制壓力的提高有助于高硅Sip/6061Al復(fù)合材料壓坯致密化，但壓制壓力過大，導(dǎo)致Sip解理碎裂。研究確定高硅Sip/6061Al復(fù)合材料壓坯的最佳壓制壓力為400MPa。
　　采用球磨混料，常壓燒結(jié)制備的高硅Sip/6061Al基復(fù)合材料中分Sip間相互連接，形成較粗大的Si晶區(qū)，且隨Si含量的增加，Sip在Al合金基體中形成半連續(xù)的骨架。高硅Sip/6061 Al復(fù)合材料雜質(zhì)含量少，其致密度和抗彎強(qiáng)度隨燒結(jié)溫度的升高呈現(xiàn)先增

3、大后減小的趨勢(shì)。30 wt％、50 wt％ Sip/6061Al復(fù)合材料的致密度、抗彎強(qiáng)度、布氏硬度和CTE分別達(dá)到97％、326MPa、200 HB和10.4×10-6/℃以及96％、310 MPa、225 HB和7.4×10-6/℃。
　　以淘洗后的Si粉體為原料，采用滾筒混料方式實(shí)現(xiàn)其與6061Al合金粉的均勻混合。加入1.5 wt％石蠟作為成形劑，在400MPa下壓制成形，常壓燒結(jié)制備的高硅Sip/6061Al復(fù)合材料組成

4、較純凈，Sip分布均勻，無明顯聚集、連接。采用改進(jìn)工藝制備的高硅Sip/6061Al基復(fù)合材料致密度、抗彎強(qiáng)度以及布氏硬度均隨燒結(jié)溫度的升高呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，具有Sip的解理斷裂和Al合金基體撕裂的混合斷裂模式，復(fù)合材料中的Sip/Al界面結(jié)合良好，結(jié)合強(qiáng)度高。680℃燒結(jié)的30wt％ Sip/6061Al基復(fù)合材料和700℃燒結(jié)的50 wt％ Sip/6061Al基復(fù)合材料的致密度可達(dá)98％和97％?？箯潖?qiáng)度、布氏硬度、TC、C