[發明專利]多孔碳化硅預制體和Al-SiC復合材料及它們的制備方法

有效

• 申請號: 201510638774.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN106554212B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 邵長健;徐強;林信平;張偉鋒;溫懷通
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/565;C04B41/80
• 代理公司: 11283 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 嚴政;李婉婉

本發明涉及金屬陶瓷復合材料領域，公開了一種多孔碳化硅預制體和Al?SiC復合材料及它們的制備方法。其中，該多孔碳化硅預制體包括SiC基體以及分散在所述SiC基體比表面上的Si₃N₄相，以多孔碳化硅預制體的總重量100wt％為基準，所述多孔碳化硅預制體中Si₃N₄相的含量為0.6?2.0重量％。在本發明中通過在多孔碳化硅預制體中形成Si₃N₄相，在使用形成有Si₃N₄相的這種碳化硅坯體通過真空壓力浸滲工藝與鋁復合時，Si₃N₄相會優選與AL金屬反應生成AlN相，減少了Al₄C₃相的生成，進而有利于提高所制備的Al?SiC復合材料的導熱性能和力學性能。

技術領域

本發明涉及金屬陶瓷復合材料領域，具體地，本發明涉及一種多孔碳化硅預制體和Al-SiC復合材料；本發明還涉及一種多孔碳化硅預制體的制備方法；本發明還進一步涉及一種Al-SiC復合材料的制備方法。

背景技術

鋁碳化硅(Al-SiC)復合材料是鋁基碳化硅顆粒增強復合材料的簡稱，它充分結合了碳化硅陶瓷和金屬鋁的不同優勢，具有高導熱性、與芯片相匹配的熱膨脹系數、密度小、重量輕，以及高硬度和高抗彎強度，是新一代電子封裝材料中的佼佼者，滿足了封裝的輕便化、高密度化等要求，適于應用航空、航天、高鐵及微波等領域，是解決熱學管理問題的首選材料。

目前，鋁碳化硅復合材料主要是采用有機粘結劑和碳化硅粉體進行混合，通過模壓工藝成型碳化硅生坯，在空氣氣氛中排膠燒結，空氣中預燒結形成碳化硅預制體，使用這種碳化硅坯體通過真空壓力浸滲工藝與鋁完成復合得到。

采用上述方法所制備的鋁碳化硅復合材料，導熱性能和力學性能往往達不到預期，這就限制了鋁碳化硅復合材料的應用。對于本領域技術人員而言，還需要進一步改善鋁碳化硅復合材料的導熱性能和力學性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種多孔碳化硅預制體和Al-SiC復合材料及它們的制備方法，以改善Al-SiC復合材料的導熱性能和力學性能。

為了實現上述目的，根據本發明的第一個方面，提供一種多孔碳化硅預制體，該多孔碳化硅預制體包括SiC基體以及分散在所述SiC基體比表面上的Si₃N₄相，以所述多孔碳化硅預制體的總重量100wt％為基準，所述多孔碳化硅預制體中Si₃N₄相的含量為0.6-2.0wt％。

根據本發明的第二個方面，提供了一種多孔碳化硅預制體的制備方法，該制備方法包括以下步驟：S1、將SiC粉末和單質硅粉末按重量比1：(0.0035-0.0123)與有機粘結劑和溶劑進行混合處理得到原料混合物，經干燥處理后得到干燥混合物；S2、在干壓成型條件下，壓制所述干燥混合物，形成預制體生坯；S3、在加熱脫膠條件下，對所述預制體生坯進行脫膠處理，形成脫膠中間體；S4、在氮氣氣氛燒結條件下，燒結處理所述脫膠中間體，得到所述多孔碳化硅預制體。

根據本發明的第三個方面，提供了一種多孔碳化硅預制體，該多孔碳化硅預制體由本發明上述多孔碳化硅預制體的制備方法制備而成。

根據本發明的第四個方面，提供了一種Al-SiC復合材料，該Al-SiC復合材料包括SiC基體以及浸滲在所述SiC基體內部的AL相，且Al-SiC復合材料還包括分散在SiC基體與AL相接觸區域的AlN相，以Al-SiC復合材料的總重量100wt％為基準，所述Al-SiC復合材料中AlN相的含量為0.6-2wt％。

根據本發明的第五個方面，提供了一種本發明Al-SiC復合材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟：將鋁合金熔融形成含鋁液，通過真空壓力滲透工藝將所述含鋁液與本發明上述多孔碳化硅預制體復合，形成所述Al-SiC復合材料