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SiC/Al复合材料由于具有较低的密度,高的热导率以及低的、可调的热膨胀系数成为电子封装材料研究的热点。目前制备SiC/Al复合材料的方法主要有粉末冶金法和渗透法,但都存在缺点:粉末冶金方法中SiC含量存在一定局限,一般不超过55vol%,限制了材料热膨胀系数的降低;渗透法温度较高会发生界面反应,生成脆性相,对材料性能产生有害影响,残余气孔及粘结剂会影响材料导热性能。 鉴于上述SiC/Al复合材料的制备方法都存在一定缺陷,本文采用放电等离子体烧结方法(SPS)烧结制备SiC/Al复合材料。我们首先通过低体积分数SiC/Al复合材料的制备,证实了运用SPS制备复合材料的可行性,并初步探讨了烧结过程中温度、压力及升温速率对材料制备的影响;由于制备过程与传统粉末冶金方法相似,只是在烧结方法上有所不同,因此在提高SiC含量问题上,我们采用颗粒级配的方法,找到合适的SiC颗粒级配,成功制备出SiC含量为65vol%、致密度为99%的SiC/Al复合材料,对材料进行热性能测试,发现SPS烧结制备的复合材料,热导率均在200w/m.K以上,满足电子封装材料要求,但材料热膨胀系数与其它制备方法的热膨胀系数有一定差距;同时发现SiC颗粒尺寸对材料热性能有较大影响:大尺寸SiC颗粒在降低材料热膨胀系数上所起作用优于小尺寸SiC颗粒,小尺寸颗粒在材料制备过程中主要起填充作用,以实现材料致密化;材料热导率随大尺寸SiC含量增加而增大,但材料强度比其他方法制备的复合材料强度低,我们认为可能是由于实验选取SiC颗粒尺寸过大的缘故。为了进一步降低材料热膨胀系数,我们引入Si为外加剂,通过烧结工艺的调整,制备出不同Si含量的60vol%SiCp/Al/Si复合材料,对材料进行热性能分析,发现Si的加入能较大程度的降低材料热膨胀系数,在Si含量为10vol%时,热膨胀系数降低至7.8×10-6/℃,但也一定程度上降低了热导率,但总体而言,材料热导率较高;考虑到材料的可加工性,对材料进行了断裂韧性测试,发现随Si含量增加,材料越易断裂。因此综合考虑材料热力学性能,我们认为对于60vol%SiC增强Al基复合材料,Si含量为5vol%时最合适。通过对烧结过程的分析,我们初步探讨了SPS烧结SiC/Al复合材料机理,认为材料的致密化主要依靠焦耳热和较大的压力。