凝胶注模法制备高体积分数SiC/Al封装材料

发布时间：2024-02-03 17:12

　　高体积分数SiC/Al复合材料以优异的热物理性能、力学性能和低的密度在电子封装方面显示了巨大的应用优势。由于它本身硬度高,很难进行机械加工成所需的形状。本文采用凝胶注模成型制备SiC预制件以及铝合金无压熔渗技术相结合,探讨高体积分数SiC/Al复合材料的近净成形制备工艺,研究SiC粉体凝胶注模特性,并对复合材料热学和力学性能及其影响因素进行了分析。 通过对SiC凝胶注模特性研究发现:添加分散剂和对SiC进行氧化处理能够有效提高SiC表面的zeta电位;SiC浆料的粘度随着体积分数的增加而变大,随着颗粒级配变细和分散剂含量的增加而降低,并确定分散剂的加入量为1wt%;凝胶注模时使用引发剂和催化剂的最佳含量分别是0.002g/ml和0.0004ml/ml;凝胶注模制备的SiC素坯颗粒分布均匀,力学性能良好。引入适量的粘结剂可降低SiC凝胶注模素坯的烧结温度,减少SiC的氧化程度,并使烧结前后SiC坯体尺寸稳定,其线形尺寸变化率在0.5%以内;以粒度组成为F80+F325+W14、F120+F325+W14、F170+ W28+W7和F170+W14的SiC混合粉为原料分别制备出SiC含量在...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1无压渗透工艺图

熔渗法制备铝基复合材料具有以下几个方面优点:准稳定，并且还能够制造大型复杂的零部件，实现择范围宽，如耐火材料、烧结陶瓷材料或者石墨等低；但是无压渗透工艺和传统的铸造方法一样存在差的问题，而且该方法生产周期长，需要控制界面反成给复合材料的热物理性能和机械性能带来不利的l复合材料的....

图1.2SiC/AI复合材料的导热系数随SiC体积含量的变化规律

复合材料的热导率因受到大量界面热阻的影响而低于基体铝合金颗粒平均直径大于10μm时，复合材料的热导率才大于基体合金[47]。不考虑界面状况，基体和增强相的导热性能好，复合材料的热学性能提高。SiC的导热性能通常不如Al基体，高纯SiC除外，所以复合材料能随着SiC颗粒含量的增加而....

图1.3SiC/Al与常用电子封装基片热膨胀性能比较

Al复合材料的研究现状及应用复合材料的研究已经有40余年的历史，国外开始相关研究，欧美国家已率先实现在航天航空、军事等尖端领领域扩展，取得了很好的社会效益和经济效益。与西方较晚，在上个世纪80年代才开始其相关研究，经过20材料一些性能指标已达到国外水平并已应用于高科....

图3.5SiC坯体断口的SEM照片

Si02质量分数/%2.01582.0062.002表3.7、3.8和3.9中的数据总体表明：SiC预制件表面SiO2含量受烧结温和颗粒粒度影响，烧结温度越高，使用的SiC颗粒级配越细，其表面SiO2含量越高；SiC预制件表面SiO2含量较少，最高也只有2%，引入适量的粘结剂....

本文编号：3894463