[發明專利]低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110427555.0
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103160716A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 劉彥強;魏少華;樊建中;馬自力;左濤
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C30/00;C22C32/00;C22C1/05
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

1.一種低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料，其特征在于，其重量百分比組成為：AlN：10wt.％～25wt.％，Si：40wt.％～45wt.％，Al：30wt.％～50wt.％，其中，AlN和Si作為增強材料以顆粒形式彌散分布在連續的鋁基體中，形成AlN顆粒和Si顆粒混雜增強的鋁基復合材料。

2.根據權利要求1所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料，其特征在于：所述AlN和Si的重量百分比之和為50wt.％～70wt.％。

3.根據權利要求2所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料，其特征在于：所述AlN的顆粒平均尺寸為3μm～20μm，Si的顆粒平均尺寸為5μm～50μm，且Si與AlN的顆粒平均尺寸之比大于或等于1.75。

4.根據權利要求3所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料，其特征在于：所述Al的顆粒平均尺寸為3μm～20μm，且Al的顆粒平均尺寸不大于Si或AlN的顆粒平均尺寸。

5.權利要求1-4中任一項所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將Al粉、AlN粉和Si粉按照重量百分比配料并均勻混合制成AlN-Si-Al混合粉末；

(2)將所得混合粉末進行冷等靜壓成型制成冷等靜壓坯料；

(3)將冷等靜壓坯料進行真空熱壓致密化處理，得到完全致密的AlN-Si-Al混雜復合材料坯錠；

(4)將真空熱壓致密化的復合材料坯錠經機械加工形成電子封裝部件。

6.根據權利要求5所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料的制備方法，其特征在于：所述Al粉的純度為99.8wt.％以上，Si粉的純度為99.9wt.％以上。

7.根據權利要求5所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料的制備方法，其特征在于：所述的冷等靜壓成型的壓力為100～200MPa，冷等靜壓成型的時間為10～30分鐘，所述冷等靜壓坯料的相對致密度為67％～75％。

8.根據權利要求5所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料的制備方法，其特征在于：所述冷等靜壓坯料裝入鋼模具中進行真空熱壓致密化處理，所述的真空熱壓致密化溫度為575℃～600℃，熱壓壓力為75～120MPa，保溫保壓時間為3小時。

9.根據權利要求8所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料的制備方法，其特征在于：所述的保溫保壓過程中，保持真空度不高于2×10^-2Pa。

10.根據權利要求5所述的低熱膨脹和高強度AlN-Si-Al混雜復合材料的制備方法，其特征在于：所述的機械加工為車、銑、鉆、磨和電火花切割中的任意一種或幾種。