铝硅电子封装材料的搅拌摩擦加工制备研究

发布时间：2020-12-07 05:59

　　铝硅合金具有比重小、强度高、热膨胀系数低、热导率高、易于加工和回收等优点,被广泛的应用于电子封装领域。而常见的铝硅合金的制备方法成本高,工艺复杂,生产效率低,不能实现大批量生产。搅拌摩擦加工（FSP）是一种新兴的加工技术,能够实现组织的细化、均匀化,消除缺陷,提高材料的综合性能。本课题将搅拌摩擦加工应用于铸造Al-40Si的组织改性,制备优质的电子封装材料。同时,探究变质处理和热处理对搅拌摩擦加工铸造铝硅合金的影响。结果表明:搅拌摩擦加工能够消除铸造缺陷,改善硅颗粒的尺寸、分布和形貌。随着搅拌道次的增加,硅颗粒尺寸逐渐减小,形貌更加圆润,分布更加均匀。四道次的搅拌摩擦加工使材料的硬度提高了39%,抗拉强度提升至194MPa,是母材的8倍。经过搅拌摩擦加工后材料的热膨胀系数和热导率性能均有所提升。变质处理能够初步细化初晶硅,会强化搅拌摩擦加工对性能的提升作用,但随着搅拌道次的增加,这种强化作用逐渐减小。搅拌摩擦加工前对铝硅合金热处理不能进一步提升搅拌区的性能,而搅拌摩擦加工后对搅拌区进行热处理会使硅颗粒互相连接长大,降低了搅拌区的力学性能。在搅拌摩擦加工铝硅合金过程中,搅拌针长度磨损最严... 

【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

【部分图文】：

铝硅二元合金相图

工过程分为以下几个步骤：首先，高速旋转的搅搅拌头轴肩后缘没入金属工件；然后在旋入位充分的摩擦后进行搅拌头的移动；最后，待加工缓慢的抽离工件。整个过程中靠搅拌头与工件的量，没有外界辅助，加工过程发生在金属内部，产生，噪音小，是真正的节能、高效、环保的加工后的横截面分为搅拌中心区（SZ）、热机影响）和母材（BM）区。另外，根据搅拌头的旋转，分为前进侧（AS）和后退侧（RS）。具体的

第二章：试验仪器及方法的制备验中使用的材料均为铸造的高硅铝板材，分为两种：普通的铝的铝硅合金。铸造使用的原材料是纯铝（99.99%）和工业纯硅（用的是铝磷中间合金，含磷量为 3%。熔炼炉采用的是 SX2-5-埚为石墨坩埚。模具为石墨模具。，将配比好的涂料均匀的粉刷在坩埚和模具上，放入电阻炉中将称量好的纯铝和 NaCl：KCl=1:1 的高温覆盖剂倒入坩埚中，待炉温升高到 900℃，将破碎的工业纯硅加入到熔化的铝液中，压入铝液以下。在 1000℃下保温 1 小时，用六氯乙烷精炼剂进保温 15 分钟。最后，将金属液倒入 200℃预热的石墨模具中。和铸造的母材如图 2.1 和图 2.2 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]搅拌摩擦加工制备镁基铝覆层材料的组织与性能[J]. 赵亚东,丁志敏,沈长斌,陈影.  焊接学报. 2017(01)
[4]过共晶铝硅合金的组织和热膨胀行为[J]. 朱学卫,王日初,彭超群,彭健.  中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]搅拌摩擦加工IF钢的组织性能[J]. 赵凯,王快社,郝亚鑫,王文,徐瑞琦.  工程科学学报. 2015(12)
[6]添加La2O3对搅拌摩擦加工制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响[J]. 汪云海,黄春平,夏春,张海军,刘奋成,柯黎明.  复合材料学报. 2016(09)
[7]6061铝基碳化硅复合材料搅拌摩擦焊工艺研究[J]. 赵小强,许新猴,华鹏,李先芬,周伟.  精密成形工程. 2015(04)
[8]粉末冶金法制备过共晶Al-23Si合金的微观组织与力学性能[J]. 刘金萍,郝安林,熊翔,刘如铁,赵福安.  粉末冶金材料科学与工程. 2014(04)
[9]机械合金化结合热压制备不同Si含量硅铝合金的摩擦磨损性能[J]. 窦玉海,刘咏,刘延斌,夏庆兵.  粉末冶金材料科学与工程. 2013(05)
[10]搅拌摩擦加工制备的MWCNTs/Mg复合材料的阻尼性能[J]. 席利欢,徐卫平,柯黎明,李蒙江,李科.  中国有色金属学报. 2013(08)

博士论文
[1]新型轻质低膨胀高导热电子封装材料的研究[D]. 杨伏良.中南大学 2007



本文编号：2902762