凝膠注模法制備高體積分數(shù)SiC-Al封裝材料.pdf

1、高體積分數(shù)SiC/Al復合材料以優(yōu)異的熱物理性能、力學性能和低的密度在電子封裝方面顯示了巨大的應用優(yōu)勢。由于它本身硬度高，很難進行機械加工成所需的形狀。本文采用凝膠注模成型制備SiC預制件以及鋁合金無壓熔滲技術(shù)相結(jié)合，探討高體積分數(shù)SiC/Al復合材料的近凈成形制備工藝，研究SiC粉體凝膠注模特性，并對復合材料熱學和力學性能及其影響因素進行了分析。
　　 通過對SiC凝膠注模特性研究發(fā)現(xiàn)：添加分散劑和對SiC進行氧化處理能夠有效

2、提高SiC表面的zeta電位；SiC漿料的粘度隨著體積分數(shù)的增加而變大，隨著顆粒級配變細和分散劑含量的增加而降低，并確定分散劑的加入量為1wt％；凝膠注模時使用引發(fā)劑和催化劑的最佳含量分別是0.002g/ml和0.0004ml/ml；凝膠注模制備的SiC素坯顆粒分布均勻，力學性能良好。引入適量的粘結(jié)劑可降低SiC凝膠注模素坯的燒結(jié)溫度，減少SiC的氧化程度，并使燒結(jié)前后SiC坯體尺寸穩(wěn)定，其線形尺寸變化率在0.5％以內(nèi)；以粒度組成為F8

3、0+F325+W14、F120+F325+W14、F170+W28+W7和F170+W14的SiC混合粉為原料分別制備出SiC含量在67％、64％、62％和60％的碳化硅預制件。
　　 采用上述兩種顆粒和三種陶瓷顆粒增強制備高體積分數(shù)的SiC/Al復合材料組織結(jié)構(gòu)均勻致密，界面狀態(tài)結(jié)合良好；復合材料斷裂機制主要是碳化硅顆粒的脆性斷裂；較細的顆粒級配有利于獲得更高的力學強度；熱處理改善力學強度效果明顯；粒度組成分別為F80+F32

4、5+W14、F120+F325+W14、F170+W28+W7和F170+W14 SiC/Al復合材料經(jīng)過退火處理后力學強度分別從208MPa、241MPa、305MPa和303MPa增加到265MPa、276MPa、334MPa和365MPa。
　　 SiC/Al復合材料的熱導率隨著SiC級配顆粒的增大和體積分數(shù)的增加而增加：SiC體積分數(shù)均為64％，粒度組成為F80+F325+W14、F120+F325+W14、F170+W