Cu/Ag(Invar)复合材料制备与界面结构优化
发布时间：2020-12-04 14:16
随着时代的进步,电子产业的发展及电子产品的多元化对电子封装技术及材料提出了更高的要求。具备高导热和低膨胀性能的新型电子封装复合材料一直备受关注。新开发的Cu/Invar复合材料在烧结制备过程中的原子扩散,导致复合材料中Cu及Invar合金成分变化,对复合材料的性能产生十分不利的影响。因此,探讨有效抑制Cu/Invar界面扩散,改善复合材料烧结性能的措施是该复合材料性能研发过程的关键。本文采用Invar粉体表面化学镀在Cu/Invar界面设置连续的Ag层,开展了化学镀液pH值及化学镀时间对化学镀Ag过程的影响及Ag（Invar）复合粉体的表面及界面结构的研究。以Cu粉及Ag（Invar）复合粉体为原料,采用粉末冶金及形变热处理工艺制备Cu/Ag（Invar）复合材料,并对复合材料的显微组织与性能开展系统研究。采用银氨溶液为化镀溶液,以酒石酸钾钠溶液作为还原剂,对Invar粉进行化学镀Ag,制备出Ag（Invar）复合粉体。在pH值为11.5左右,反应时间为30 min条件下,Ag（Invar）复合粉体表面Ag镀层厚度约2-3μm,表面平整、均匀、连续、致密,与Invar结合紧密。常压烧结...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe-Ag相图
10图 1.2 Ni-Ag 相图Fig.1.2 Ni-Ag binary phase diagram述研究的基础上，本论文拟采用化学镀的方法在 Invar 合金颗粒表面获致密的 Ag 涂层，并改善 Invar 与 Ag 的结合状态，最大限度地发挥 Agu/Invar界面扩散，改善复合材料烧结性的目的。同时结合烧结态 Cu/Ag(冷轧+退火的形变热处理工艺实现复合材料的完全致密致密化，改善复
布如图 2.1 所示，颗粒粒径累计分布为 10%的粒径 D10=19.730μm，颗粒粒径累计分布为 50%的粒径 D50=36.850 μm，颗粒粒径累计分布为 90%的粒径 D90=67.166 μm，体积平均粒径为 D[4,3]=40.565 μm，表面积平均粒径为 D[3,2]=32.782 μm。长沙天久金属材料有限公司提供的气雾化 Invar 合金粉（Fe-32Ni-4Co，粒度为-200 ~ +600 目，纯度为99.8 wt%，形貌呈球形），其成分如表 2.2 所示，Invar 合金粉的粒径分布如图 2.2 所示，颗粒粒径累计分布为 10%的粒径 D10=15.039μm，颗粒粒径累计分布为 50%的粒径D50=32.866μm，颗粒粒径累计分布为 90%的粒径 D90=66.015μm，体积平均粒径为D[4,3]=37.150 μm，表面积平均粒径为 D[3,2]=25.945 μm；国药集团化学试剂有限公司提供的 AgNO3粉（纯度为 99.8 wt %，无色或白色晶体）和酒石酸钾钠（C4H4O6KNa 4H2O，纯度为 99.0 wt %，白色结晶粉末）。表 2.1 Cu 粉的化学成分(wt%)Tab. 2.1 Chemical composition of the Cu powder (wt%)Cu Fe Al Si Cl O S Ni Zn99.921 0.025 0.010 0.010 0.010 0.008 0.006 0.005 0.005
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制与退火处理对粉末冶金Cu/Invar电子封装复合材料结构和性能的影响（英文）[J]. 吴丹,杨磊,史常东,吴玉程,汤文明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(06)
[2]Cu-Fe64Ni36合金显微组织及热膨胀性能研究[J]. 刘兴军,何洲峰,施展,杨水源,王翠萍. 厦门大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]W-Cu功能梯度材料的研究现状[J]. 齐艳飞,李运刚,田薇,蔡宗英,周景一. 材料导报. 2013(07)
[4]挤压铸造Al-Cu合金缺陷分析及其对策[J]. 甘耀强,张大童,张卫文,李元元. 特种铸造及有色合金. 2013(01)
[5]pH值及NaOH对化学镀银包铜粉镀覆过程的影响[J]. 陈南南,夏志东,周虎. 电子元件与材料. 2012(09)
[6]Cu-Ni-Al粉末合金的烧结膨胀行为及其机理[J]. 冯颖,李益民,何浩,曾昭易. 中南大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]超声处理化学镀法制备镀银玻璃纤维[J]. 曹鼎,李芝华. 粉末冶金材料科学与工程. 2009(06)
[8]Cu/C复合材料的研究现状[J]. 马光,王轶,李银娥,王虹,郑晶,贾志华,姜婷. 稀有金属快报. 2007(12)
[9]原位生成法制备Cu/Al2O3复合材料中Al（NO3）3分解温度的探讨[J]. 魏梅红,洪琦,段鹏征,王宝健. 热处理技术与装备. 2007(06)
[10]粉末冶金法制备纳米颗粒增强Cu基复合材料[J]. 汪峰涛,吴玉程,王涂根,王文芳. 材料热处理学报. 2007(05)
博士论文
[1]Al2O3基大型结构陶瓷导轨材料及其摩擦磨损性能研究[D]. 刘长霞.山东大学 2007
硕士论文
[1]Cu/Invar复合材料的制备及结构与性能优化[D]. 吴丹.合肥工业大学 2015
[2]粉末冶金制备Cu/Invar电子封装复合材料的研究[D]. 吴事谱.合肥工业大学 2014
[3]液相原位反应法制备Cu-Y2O3复合材料的组织与性能[D]. 卓海鸥.南昌大学 2012
[4]SUS304奥氏体不锈钢冷轧及退火工艺对组织和性能的影响[D]. 飞尚才.兰州理工大学 2011
[5]镀银铝粉的制备技术与性能研究[D]. 常仕英.昆明理工大学 2006
[6]Cu-纳米TiB2原位复合材料的微结构与性能[D]. 荣伟.浙江大学 2003
本文编号：2897750
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe-Ag相图
10图 1.2 Ni-Ag 相图Fig.1.2 Ni-Ag binary phase diagram述研究的基础上，本论文拟采用化学镀的方法在 Invar 合金颗粒表面获致密的 Ag 涂层，并改善 Invar 与 Ag 的结合状态，最大限度地发挥 Agu/Invar界面扩散，改善复合材料烧结性的目的。同时结合烧结态 Cu/Ag(冷轧+退火的形变热处理工艺实现复合材料的完全致密致密化，改善复
布如图 2.1 所示，颗粒粒径累计分布为 10%的粒径 D10=19.730μm，颗粒粒径累计分布为 50%的粒径 D50=36.850 μm，颗粒粒径累计分布为 90%的粒径 D90=67.166 μm，体积平均粒径为 D[4,3]=40.565 μm，表面积平均粒径为 D[3,2]=32.782 μm。长沙天久金属材料有限公司提供的气雾化 Invar 合金粉（Fe-32Ni-4Co，粒度为-200 ~ +600 目，纯度为99.8 wt%，形貌呈球形），其成分如表 2.2 所示，Invar 合金粉的粒径分布如图 2.2 所示，颗粒粒径累计分布为 10%的粒径 D10=15.039μm，颗粒粒径累计分布为 50%的粒径D50=32.866μm，颗粒粒径累计分布为 90%的粒径 D90=66.015μm，体积平均粒径为D[4,3]=37.150 μm，表面积平均粒径为 D[3,2]=25.945 μm；国药集团化学试剂有限公司提供的 AgNO3粉（纯度为 99.8 wt %，无色或白色晶体）和酒石酸钾钠（C4H4O6KNa 4H2O，纯度为 99.0 wt %，白色结晶粉末）。表 2.1 Cu 粉的化学成分(wt%)Tab. 2.1 Chemical composition of the Cu powder (wt%)Cu Fe Al Si Cl O S Ni Zn99.921 0.025 0.010 0.010 0.010 0.008 0.006 0.005 0.005
【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制与退火处理对粉末冶金Cu/Invar电子封装复合材料结构和性能的影响（英文）[J]. 吴丹,杨磊,史常东,吴玉程,汤文明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(06)
[2]Cu-Fe64Ni36合金显微组织及热膨胀性能研究[J]. 刘兴军,何洲峰,施展,杨水源,王翠萍. 厦门大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]W-Cu功能梯度材料的研究现状[J]. 齐艳飞,李运刚,田薇,蔡宗英,周景一. 材料导报. 2013(07)
[4]挤压铸造Al-Cu合金缺陷分析及其对策[J]. 甘耀强,张大童,张卫文,李元元. 特种铸造及有色合金. 2013(01)
[5]pH值及NaOH对化学镀银包铜粉镀覆过程的影响[J]. 陈南南,夏志东,周虎. 电子元件与材料. 2012(09)
[6]Cu-Ni-Al粉末合金的烧结膨胀行为及其机理[J]. 冯颖,李益民,何浩,曾昭易. 中南大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]超声处理化学镀法制备镀银玻璃纤维[J]. 曹鼎,李芝华. 粉末冶金材料科学与工程. 2009(06)
[8]Cu/C复合材料的研究现状[J]. 马光,王轶,李银娥,王虹,郑晶,贾志华,姜婷. 稀有金属快报. 2007(12)
[9]原位生成法制备Cu/Al2O3复合材料中Al（NO3）3分解温度的探讨[J]. 魏梅红,洪琦,段鹏征,王宝健. 热处理技术与装备. 2007(06)
[10]粉末冶金法制备纳米颗粒增强Cu基复合材料[J]. 汪峰涛,吴玉程,王涂根,王文芳. 材料热处理学报. 2007(05)
博士论文
[1]Al2O3基大型结构陶瓷导轨材料及其摩擦磨损性能研究[D]. 刘长霞.山东大学 2007
硕士论文
[1]Cu/Invar复合材料的制备及结构与性能优化[D]. 吴丹.合肥工业大学 2015
[2]粉末冶金制备Cu/Invar电子封装复合材料的研究[D]. 吴事谱.合肥工业大学 2014
[3]液相原位反应法制备Cu-Y2O3复合材料的组织与性能[D]. 卓海鸥.南昌大学 2012
[4]SUS304奥氏体不锈钢冷轧及退火工艺对组织和性能的影响[D]. 飞尚才.兰州理工大学 2011
[5]镀银铝粉的制备技术与性能研究[D]. 常仕英.昆明理工大学 2006
[6]Cu-纳米TiB2原位复合材料的微结构与性能[D]. 荣伟.浙江大学 2003
本文编号：2897750
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