[發(fā)明專利]一種金剛石導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310041982.4
• 申請(qǐng)日: 2013-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN103966533A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江南;張文武;白華;戴丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): C22C49/00
• 分類號(hào): C22C49/00;C22C47/14;C22C101/20;C22C101/16
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 祝蓮君;雷芳

1.一種高熱導(dǎo)性能的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述的復(fù)合材料包括金屬基體以及分布于所述基體內(nèi)部和/或表面的金剛石顆粒，其中至少部分或全部所述金剛石顆粒通過(guò)納米晶須結(jié)合于所述金屬基體。

2.如權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述的納米晶須為硼納米晶須或氮化硼納米晶須。

3.如權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述的高導(dǎo)熱性能的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料具有如下一種或多種特征：

(a)密度為6-8.5g/cm³；和/或

(b)導(dǎo)熱率≥400W/m·K；和/或

(c)熱膨脹系數(shù)≤15μm/m·K。

4.如權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，

所述的納米晶須具有如下特征：(i)直徑為1-5000nm；和/或(ii)長(zhǎng)度為0.1–300μm；和/或(iii)在金剛石顆粒表面的密度為1–10000個(gè)/μm²；和/或

所述的金剛石顆粒的粒徑為0.1-1000μm。

5.如權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述的金屬基體包括：銅、鋁、銀、或它們的合金。

6.一種金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

(1)在金剛石顆粒表面原位生長(zhǎng)納米晶須，從而形成金剛石－納米晶須復(fù)合體；以及

(2)將步驟(1)的金剛石－納米晶須復(fù)合體與金屬基體進(jìn)行燒結(jié)處理，從而形成權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，

所述的金屬基體包括：銅、鋁、銀、或它們的合金；和/或

所述的納米晶須為硼納米晶須或氮化硼納米晶須。

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，按金剛石－納米晶須復(fù)合體與金屬基體的總重量計(jì)算，金屬基體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10–90%。

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，

所述步驟(1)包括步驟：

(1.1)提供包含金剛石顆粒、硼原料和金屬催化劑的混合物；

(1.2)在真空中、或在氫氣、氬氣、或其組合氣體的還原性氣氛或惰性氣氛中，將步驟(1.1)的混合物進(jìn)行加熱反應(yīng)，從而形成金剛石－硼納米晶須復(fù)合體；以及

任選地(1.3)將步驟(1.2)獲得的金剛石－硼納米晶須復(fù)合體在氮?dú)饣虬睔庵羞M(jìn)行加熱反應(yīng)，從而形成金剛石－氮化硼納米晶須復(fù)合體；

或所述步驟(1)包括步驟：

(1-1)提供包含金剛石顆粒、硼原料和金屬催化劑的混合物；和

(1-2)在氮?dú)饣虬睔庵校瑢⒉襟E(1-1)的混合物進(jìn)行加熱反應(yīng)，從而形成金剛石－氮化硼納米晶須復(fù)合體。

10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)為：在800–1150℃下,在10–150MPa下，將步驟(1)的金剛石－納米晶須復(fù)合體與金屬基體進(jìn)行燒結(jié)處理，從而形成金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料。

11.一種制品，其特征在于，包含權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料。

12.如權(quán)利要求1所述的金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料的用途，其特征在于，用于機(jī)械制品、復(fù)合材料或電子元器件。