高导热复合材料设计及加工制造工艹/h1>


来源9/span>中国粉体 石语

[导读]清华大学刘源教授报告

中国粉体网讯随着通讯技术的迭代升级与半导体器件的快速发展,芯片集成电路密度不断增加,器件性能不断优化,散热问题已成为行业亟待解决的关键难题,对散热材料也提出了更为严苛的性能要求。金刚石/碳化?硅等功能材料与铝形成的热管理复合材料具有高导热、低热膨胀系数等性能特点,在航空航天、交通运输及其他移动系统等结构轻量化应用领域极具竞争优势、/p>


金刚?铜/strong>


金刚?铝复合材料利用金刚石的极高热导率和铝低密度的优点,通过两者的性能互补及协同作用,可以得到高导热、高强度、轻质化的复合材料,其具有与芯片材料相近的热膨胀系数,能保证与芯片热源紧密贴合散热,极具发展前景、/p>


目前,金刚石/铝复合材料主流的制备方法主要包括放电等离子烧结、真空热压烧结、无压浸渗、真空气压浸渗和挤压铸造、/p>


其中,放电等离子烧结通过瞬时高频的脉冲在颗粒粉末的接触位置产生大量的焦耳热,促进粉末烧结。其升温速度快、耗能少,相比于其它制备方法能够在短时间内获得致密度高、导热性能好的金刚?铝复合材料、/p>


碳化?铜/strong>


SiC/Al复合材料的密度低、比强度高、比刚度高、耐磨性好、成本低、制备工艺简单,其突出的综合性能使SiC/Al成为了近年来复合材料的研究热点。高体积分数SiC/Al复合材料拥有优秀的结构承载性能、热控性能和防共振性能,其比模量为铝合金和钛合金的3倍,热膨胀系数低于钛合金,热导率高于铝合金、/p>


对于SiC/Al复合材料来说常用的制备方法是用粉末冶金法,利用粉末冶金制备的材料增强体的加入量可以任意调节,成分比例准确,体积分数控制方便,具有较熔铸产品更优越的性能、/p>


?铜/strong>


硅铝复合材料一般来说是用硅颗粒增强铝基制备而成的,即硅颗粒作为增强相弥散分布于铝基体中。纤维增强铝基复合材料需要制备纤维增强体,制备纤维需要投入的资金比较多,还容易有纤维破损等缺点。而颗粒增强铝基复合材料可以克服以上缺点,并且颗粒增强铝基复合材料为各向同性,生产速度快,成本低,也可以生产形状复杂的产品、/p>


其中,高硅铝基复合材料因其热膨胀系数低,重量轻,导热性好,强度高等优点,可以用于航空航天、汽车工业以及电子封装等领域。其制备方法有很多种,可以分为固态制造技术(粉末冶金法、热等静压法、热压法、挤压法、轧制法和拉拔法)、液态制造技术(浸渗法、铸造法、液态金属浸渍法以及喷射沉积法)和一些其他的制造技术(原位生成法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀、电镀以及复合镀法)、/p>


2026??8日,中国粉体网将?span style="color: rgb(192, 0, 0);">广东?东莞举办‛strong>第三届高导热材料与应用技术大会暨导热填料技术研讨会”。届时,我们邀请到清华大学刘源教授出席本次大会并作题为《高导热复合材料设计及加工制造工艺《/strong>的报告。报告将聚焦金刚?碳化?硅等功能体与铝形成的高导热复合材料,系统介绍这类材料的结构设计、制备加工方法以及应用领域,并对未来的产业发展趋势进行分析、/p>


专家简今/strong>


刘源,清华大学材料学院教?博导,河北清华发展研究院先进金属功能材料创新中心主任,清煜半导体科技有限公司首席科学家。刘源教授长期从事宽禁带半导体材料及工艺、微通道及超高导热新材料及工艺领域研究工作,相继承担国家重点研发计划、国家自然基金、北京市科技计划以及国防军工等国?省部级项目及企业委托项目40余项。包括第三代半导体碳化硅衬底材料及工艺、微通道散热材料、金刚石复合材料、泡沫金属材料等多项成果实现产业转化,实现产值数十亿元、/p>



参考来源:

[1]刘园等:高导热金刚石/铝复合材料的研究进展

[2]王翔宇等:金刚石/铝复合材料的制备及其扩热可靠性研穵/p>

[3]康惠元:金刚?碳化?铝基复合材料的构型优化与导热性能研究

[4]陈媛媛:粉末冶金法制备高硅铝基复合材料的组织演变与界面结枃/p>

[5]张成良:碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备和性能研究


(中国粉体网编辑整理/石语(/p>

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