Cu-Invar合金復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備與性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，制造水平的不斷提高，電路板的集成度逐年升高，單位面積的發(fā)熱率快速上升，對(duì)電子封裝材料的性能提出了更嚴(yán)苛的要求。純Cu擁有優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，但其熱膨脹系數(shù)較高。Invar合金具有較低的熱膨脹系數(shù)，然而其導(dǎo)熱性能較差。因而研究者們一直期望通過(guò)有效的制備工藝綜合Cu的高導(dǎo)熱率和Invar合金的低膨脹系數(shù)，開(kāi)發(fā)出高導(dǎo)熱低膨脹的Cu/Invar復(fù)合材料。本研究基于Cu-Invar合金的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用Cu-Fe-Co

2、-Cr多元系合金中存在的液相兩相分離現(xiàn)象進(jìn)行合金成分設(shè)計(jì)，探索Cu/FeCoCr合金復(fù)合材料的組織控制方法與制備工藝。為了完善Cu-Invar合金的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，本研究實(shí)驗(yàn)測(cè)定了Co-Nb-V和Co-Ni-W三元系的相平衡。其主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在Cu-Fe-Co-Cr多元合金熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了Cu/FeCoCr合金成分。采用超音霧化技術(shù)制備了自包裹型Cu/FeCoCr復(fù)合粉體，該粉體具有典型的液相兩相分離的復(fù)

3、合組織，分別為富銅相與富因瓦（鐵鈷鉻）相。復(fù)合粉經(jīng)過(guò)熱壓燒結(jié)后可獲得組織均勻、致密度達(dá)到98％以上的復(fù)合粉燒結(jié)體材料。該材料經(jīng)過(guò)退火處理后其熱膨脹系數(shù)有所降低，熱導(dǎo)率得到明顯提高。
　　(2)采用超音霧化技術(shù)制備了FeCoCr因瓦合金粉體，經(jīng)過(guò)熱壓燒結(jié)后可獲得組織均勻、致密度為95.6％的因瓦合金粉燒結(jié)體材料。其退火后的熱膨脹系數(shù)降至2.19×10-6K-1，熱導(dǎo)率為19.87 W/(m·K)。采用FeCoCr因瓦合金粉與純Cu粉