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碳化硅颗粒形貌及热处理对SiCp/2024Al复合材料的性能影响规律

发布时间:2021-05-21 05:54
  随着大功率IGBT模块的飞速发展,使得对性能优异的基板封装材料需求越来越大。在诸多电子封装材料中,高体积分数SiCp/Al复合材料因其较高的硬度、热导率和抗折强度,较低的热膨胀系数和密度等优异的性能,是以该基板材料具有极其重大的应用前景。本实验使用自主研发的直热法粉末触变成形技术制备60%volSiCp/2024Al复合材料,通过对碳化硅颗粒的形貌状态处理及复合材料的热处理来探究该复合材料的硬度、抗折强度等力学和热膨胀系数、热导率等热物理性能。本文采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、物相分析(XRD)等方法来观察复合材料的组织、成分,同时对复合材料的强度和热物理性能进行表征。本实验主要研究了碳化硅颗粒的形貌处理工艺,及形貌变化对复合材料的性能影响规律,另一方面,探究了复合材料的热处理工艺对复合材料性能的影响规律。取得的主要成果:碳化硅颗粒首先经1100℃×3 h高温氧化,其次使用10%HF酸洗球磨整形工艺。对整形过程的球料比、球径比和整形时间等参数进行研究,得到最佳的碳化硅颗粒整形工艺:球料比为1.5:1;Si3N4陶瓷球球径比为1.... 

【文章来源】:兰州理工大学甘肃省

【文章页数】:88 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子封装材料的研究现状
        1.2.1 电子封装材料概述
        1.2.2 电子封装材料的分类
        1.2.3 电子封装材料的发展趋势
    1.3 高体积分数SiCp/Al复合材料的研究现状
        1.3.1 高体积分数SiCp/Al复合材料的研究方向
        1.3.2 SiC颗粒表面处理
        1.3.3 SiCp/Al复合材料的热处理
    1.4 高体积分数SiCp/Al复合材料的制备工艺
        1.4.1 粉末冶金法
        1.4.2 挤压铸造法
        1.4.3 真空压力浸渗法
        1.4.4 无压浸渗法
        1.4.5 直热法粉末触变成形法
    1.5 选题意义
    1.6 主要研究内容与目标
第2章 实验过程与方法
    2.1 实验材料准备
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 增强相
    2.2 实验设备
    2.3 复合材料制备工艺
        2.3.1 复合材料制备工艺流程
        2.3.2 复合材料制备装置
        2.3.3 复合材料制备过程
    2.4 实验方法
        2.4.1 粒度形貌分析
        2.4.2 热分析测试
        2.4.3 微观组织形貌观察
        2.4.4 物相分析
        2.4.5 密度
        2.4.6 抗折强度
        2.4.7 硬度
        2.4.8 热膨胀系数(CTE)
        2.4.9 热导率(TC)
第3章 碳化硅颗粒表面处理
    3.1 引言
    3.2 碳化硅颗粒高温氧化
    3.3 碳化硅颗粒整形工艺
        3.3.1 整形时间的影响
        3.3.2 球磨介质(Si_3N_4)球径比的影响
        3.3.3 球料比的影响
    3.4 本章小结
第4章 SiCp/2024Al复合材料微观组织及力学性能
    4.1 引言
    4.2 SiCp/2024Al复合材料微观组织
    4.3 SiCp/2024Al复合材料的相对密度
        4.3.1 碳化硅颗粒形貌对SiCp/2024Al复合材料相对密度的影响
        4.3.2 热处理对SiCp/2024Al复合材料相对密度的影响
    4.4 SiCp/2024Al复合材料的力学性能
        4.4.1 碳化硅颗粒形貌对SiCp/2024Al复合材料力学性能的影响
        4.4.2 热处理对SiCp/2024Al复合材料力学性能的影响
    4.5 本章小结
第5章 SiCp/2024Al复合材料热物理性能
    5.1 引言
    5.2 SiCp/2024Al复合材料的热膨胀性能
        5.2.1 碳化硅颗粒形貌对SiCp/2024Al复合材料热膨胀性能的影响
        5.2.2 热处理对SiCp/2024Al复合材料热膨胀性能的影响
    5.3 SiCp/2024Al复合材料热导率的影响
        5.3.1 碳化硅颗粒形貌对SiCp/2024Al复合材料热导率的影响
        5.3.2 热处理对SiCp/2024Al复合材料热导率的影响
    5.4 本章小结
第6章 SiCp/2024Al复合材料性能均匀性及稳定性评价
    6.1 引言
    6.2 SiCp/2024Al复合材料性能均匀性评价
    6.3 SiCp/2024Al复合材料性能稳定性评价
    6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号:3199171

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