摘要
高體積分數(shù)siC/A1復合材料具有高熱導率、低密度和較高的力
學性能等優(yōu)點，而且可通過調(diào)整SIC體積分數(shù)來調(diào)整膨脹系數(shù)實現(xiàn)與
各種基板的熱匹配，使其在微波集成電路、功率模塊和微處器蓋板等
領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。高體積分數(shù)siC/Al復合材料加工困難，開發(fā)能
近凈成形復雜形狀siC/Al復合材料構(gòu)件的方法成為目前這一領(lǐng)域的
研究熱點。
本文探討了高體積分數(shù)siC/AI復合材料的制備方法，通過粉末
注射成形和壓力浸滲法成功地制備了近凈成形的高體積分數(shù)siC/AI
復合材料，首先用粉末注射成形制備出具有一定體積分數(shù)的碳化硅預
制件，其中采用粗細碳化硅粉末搭配和新型粘結(jié)劑可以獲得較高的粉
末裝載量(65vol.%)，注射坯60℃溶劑中脫脂9小時，可將粘結(jié)劑中
的可溶性組分脫除70%以上并有效地避免了熱脫脂缺陷的形成;接著
施加壓力使鋁熔體浸滲到預制件的孔隙中形成接近全致密的復合材
料，體積分數(shù)為65%的復合材料的典型性能如下:密度3.oog.cm一，，
30一l000C熱膨脹系數(shù)7.lsxlo一6.K一’，熱導率175w/m.K，強度43lMpa，
可以滿足電子封裝的使用要求。
本文通過金相顯微技術(shù)、掃描電鏡分析、能譜分析、X射線衍射
分析、SEM等現(xiàn)代分析手段開展了大量的實驗工作及理論分析，主
要得到以下結(jié)論:熱脫脂后的碳化硅預制件的孔隙率符合粉末裝載量
并具有很高的開孔率。復合材料致密度高，粗細碳化硅粉末可以均勻
地分布在鋁基體上，XRD分析和TEM證實了碳化硅和鋁基體并沒有
發(fā)生界面反應(yīng)。復合材料斷裂模式基本為增強體解理類型，這是由于
大粒徑碳化硅顆粒很難和基體協(xié)調(diào)變形;碳化硅粉末的粒徑越大，復
合材料的力學性能就越差。利用HasselmanandJohnson方程預測了復
合材料的導熱性能，結(jié)果符合樣品導熱性能的變化趨勢。最后分析了
溫度，碳化硅體積分數(shù)、粒徑和深冷處理等對復合材料熱膨脹性能的
影響。
關(guān)鍵詞:siC/A1復合材料，粉末注射成形，壓力浸滲法，體積分數(shù)，
力學性能，熱物理性能





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