气压浸渗制备铜/金刚石复合材料的导热性能

发布时间：2022-12-04 06:57

　　随着电子信息技术的发展,功率器件热流密度不断增加,传统散热材料已难以满足当前的导热性能要求,亟需开发新一代的高导热散热材料。金刚石具有优异的热物理性能,导热率可达1200～2000 W/mK,热膨胀系数仅为2.3×10^-6/K。金刚石颗粒增强铜基复合材料具有高热导、热膨胀系数可控等优点,是新一代热管理材料研究的热点。由于金刚石与铜之间不润湿且存在化学惰性,导致两相界面结合弱,无法充分发挥金刚石优异的导热性能。本文采用一种制备铜/金刚石复合材料的新工艺-气压浸渗法,结合金刚石表面金属化和铜基体合金化两种不同方式引入碳化物界面层,通过界面改性提高铜与金刚石之间的界面结合,有效降低界面热阻,从而获得导热性能优异的铜/金刚石复合材料。通过金刚石表面金属化引入碳化物层,镀覆元素包括Mo、V、W、Ti、Cr等,其中Mo、V、W采用各自的氧化物与金刚石混合,Ti、Cr则直接使用金属粉与金刚石混合,均采用粉末覆盖燃烧法对金刚石颗粒进行表面处理。通过调控镀覆工艺参数,在金刚石颗粒表面获得一系列具有不同厚度及相组成的碳化物镀层,然后将镀覆后的金刚石颗粒与纯铜通过气压浸渗法制备铜/金刚... 

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 电子封装材料及其发展
        2.1.1 电子封装材料概述
        2.1.2 电子封装材料分类
    2.2 金属基复合材料
    2.3 金刚石颗粒增强铜基复合材料研究进展
        2.3.1 制备工艺
        2.3.2 金刚石表面金属化制备铜/金刚石复合材料
        2.3.3 金属基体合金化制备铜/金刚石复合材料
    2.4 选题背景与研究意义
3 研究内容与实验方法
    3.1 研究内容
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 制备方法
        3.2.3 显微组织与物相分析
        3.2.4 性能测试
4 气压浸渗法制备铜/金刚石复合材料工艺研究
    4.1 气压浸渗原理
    4.2 气压浸渗制备铜/金刚石复合材料
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 气压浸渗制备工艺参数优化
    4.3 本章小结
5 金刚石表面金属化对铜/金刚石复合材料导热性能的影响
    5.1 金刚石表面金属化及镀覆元素选择
    5.2 金刚石表面镀Mo、V制备铜/金刚石复合材料
    5.3 金刚石表面镀W制备铜/金刚石复合材料
    5.4 金刚石表面镀Ti制备铜/金刚石复合材料
    5.5 金刚石表面镀Cr制备铜/金刚石复合材料
    5.6 本章小结
6 铜基体合金化对铜/金刚石复合材料导热性能的影响
    6.1 铜基体合金化添加元素
    6.2 铜基体添加Zr制备铜/金刚石复合材料
    6.3 铜基体添加Ti制备铜/金刚石复合材料
    6.4 铜基体添加Cr制备铜/金刚石复合材料
    6.5 本章小结
7 界面层对铜/金刚石复合材料导热性能的影响机制
    7.1 界面层选择的原则
    7.2 界面层对复合材料导热性能的影响机制
        7.2.1 界面层对复合材料导热率的影响
        7.2.2 界面层对金刚石/基体界面热导的影响
    7.3 界面层对复合材料膨胀性能的影响
    7.4 本章小结
8 结论与创新点
    8.1 结论
    8.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用[D]. 王艳辉.燕山大学 2003



本文编号：3707803