Cu/Invar复合材料的制备及结构与性能优化

发布时间：2022-02-16 18:37

　　Cu/Invar复合材料综合了铜高导电导热性能与Invar合金低膨胀、高强度性能,是一种理想的电子封装材料。本文采用粉末冶金加轧制及退火工艺制备Cu/Invar复合材料,研究成分及轧制变形量对其组织结构与性能的影响；采用Ag包覆Invar及Cu,促进烧结致密化,抑制Cu/Invar界面扩散,改善复合材料的组织与性能,开展复合材料结构与性能关系研究。在烧结过程中,Cu/Invar复合材料中部分Invar合金的结构由fcc转变为bcc,冷轧及退火促使复合材料Cu基体中的Ni原子重新溶入Invar合金中,Invar合金结构也重新转变为fcc。增大轧制变形量导致40Cu/Invar复合材料结构由Cu断续分布转变为Cu、Invar双连续网络状分布。经过轧制（变形量70%）及750℃退火处理后,该复合材料的致密度98.6%,抗拉强度360 MPa,延伸率50%,热导率29.3 W·（m·K）-1,热膨胀系数10.8×10-6 K-1。采用Ag包覆Invar复合粉体制备Cu/Ag（Invar）复合材料。Ag分布于Invar颗粒间及Cu/Invar界面,750℃烧结后再经轧制（变形量550%）及450... 

【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】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子封装用金属基复合材料
        1.2.1 铝基复合材料
        1.2.2 铜基复合材料
        1.2.3 其它金属基复合材料
    1.3 金属基复合材料的界面与热物理性能
        1.3.1 金属基复合材料的界面
        1.3.2 金属基复合材料的热物理性能
    1.4 Cu/Invar电子封装复合材料
        1.4.1 研究现状
        1.4.2 存在问题及解决方案
    1.5 本论文研究内容及意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究意义
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验用材料
    2.2 实验工艺路线
        2.2.1 Cu/Invar复合材料的制备
        2.2.2 Cu/Ag(Invar)复合材料的制备
        2.2.3 Ag(Cu)/Invar复合材料的制备
    2.3 性能测试方法
        2.3.1 密度的测定
        2.3.2 热膨胀系数的测定
        2.3.3 电导率的测定
        2.3.4 热导率的测定
        2.3.5 硬度的测定
        2.3.6 拉伸性能的测定
    2.4 组织观察方法
        2.4.1 金相组织观察
        2.4.2 SEM观察和能谱分析
        2.4.3 XRD分析
    2.5 主要仪器设备
第三章 轧制及退火处理对Cu/Invar复合材料结构与性能的影响
    3.1 引言
    3.2 轧制变形量对Cu/Invar复合材料组织的影响
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 显微组织结构
    3.3 轧制变形量对Cu/Invar复合材料力学性能的影响
        3.3.1 硬度
        3.3.2 拉伸强度
    3.4 轧制变形量对Cu/Invar复合材料热物理性能的影响
        3.4.1 热膨胀系数
        3.4.2 热导率
    3.5 本章小结
第四章 Ag包覆Invar对Cu/Invar复合材料组织与性能的影响
    4.1 引言
    4.2 Cu/Ag(Invar)复合材料的制备
        4.2.1 机械合金化合成Ag(Invar)粉体
        4.2.2 Cu/Ag(Invar)复合材料的制备
    4.3 Cu/Ag(Invar)复合材料的显微组织结构
        4.3.1 烧结态Cu/Ag(Invar)复合材料的致密度及显微组织
        4.3.2 轧制退火态Cu/Ag(Invar)复合材料的显微组织
    4.4 Cu/Ag(Invar)复合材料的力学性能
        4.4.1 烧结态Cu/Ag(Invar)复合材料的力学性能
        4.4.2 轧制退火态Cu/Ag(Invar)复合材料的力学性能
    4.5 Cu/Ag(Invar)复合材料的热物理性能
        4.5.1 烧结态Cu/Ag(Invar)复合材料的热物理性能
        4.5.2 轧制退火态Cu/Ag(Invar)复合材料的热物理性能
    4.6 本章小结
第五章 Ag包覆Cu对Cu/Invar复合材料组织与性能的影响
    5.1 引言
    5.2 Ag(Cu)/Invar复合材料的制备
    5.3 Ag(Cu)/Invar复合材料的显微组织结构
        5.3.1 烧结态Ag(Cu)/Invar复合材料的显微组织
        5.3.2 轧制退火态Ag(Cu)/Invar复合材料的显微组织
    5.4 Ag(Cu)/Invar复合材料的力学性能
        5.4.1 烧结态Ag(Cu)/Invar复合材料的力学性能
        5.4.2 轧制退火态Ag(Cu)/Invar复合材料的力学性能
    5.5 Ag(Cu)/Invar复合材料的热物理性能
        5.5.1 烧结态Ag(Cu)/Invar复合材料的热物理性能
        5.5.2 轧制退火态Ag(Cu)/Invar复合材料的热物理性能
    5.6 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1](SiCP+Cu)/Al电子封装材料制备及组织性能研究[D]. 程宇.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3628457