[發明專利]一種高熱導可調熱膨脹銅基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010834712.9
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112063881B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 陳駿;肖寧;喬永強;宋玉柱;施耐克
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C32/00;C22C1/04;B22F1/02;C23C18/38
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種高熱導可調熱膨脹銅基復合材料及其制備方法，屬于金屬基復合材料及其制備領域，特別涉及一種全致密、高熱導且能夠在?160～400℃范圍內使用的系列可調熱膨脹銅基負膨脹顆粒增強復合材料及其制備方法。其中Cu基體與負膨脹增強體顆粒按一定摩爾比，通過鍍銅包覆或直接復合的方法制備。復合材料具有全致密、高熱導、寬溫區、可調熱膨脹等特點，摩爾比1～6:1的Cu/ScF₃銅基顆粒增強復合材料在?50～400℃溫度區間內平均熱膨脹系數為?0.5×10^?6/K～7×10^?6/K，其室溫熱導率達到40～190W/m·K，可用于航空航天、新能源汽車、微電子封裝、精密儀器等高端技術領域。

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料及其制備領域，特別涉及一種全致密、高熱導且能夠在-160～400℃范圍內使用的系列可調熱膨脹銅基負膨脹顆粒增強復合材料及其制備方法。

背景技術

眾所周知，熱脹冷縮被認為是物質的基本物理屬性之一。但是，材料的熱脹冷縮會降低精密部件的結構穩定性和安全可靠性，削弱甚至破壞材料的功能特性。零膨脹材料的外觀尺寸不受外界環境溫度變化影響或影響較小，因此可用于一些電子器件、精密儀器等高端技術領域。此外，同時具有高熱導、低膨脹的材料可以滿足各種微波和微電子以及功率器件、光電器件的封裝與組裝對于熱學管理的需求。

近年來，隨著航空航天、新能源汽車、微電子封裝、精密儀器等高端技術領域不斷發展，對零膨脹和低膨脹材料的需求日益增加。如何調控材料的熱膨脹行為，使其滿足各領域對于材料熱性能的要求，具有重要應用價值和意義。金屬基復合材料不僅能夠發揮基體材料的優良性能，同時兼有增強體的特點。因此，可以將具有負熱膨脹特性的陶瓷材料與具有高導熱性的金屬材料進行復合，獲得一種兼具高熱導率以及可調熱膨脹的新型功能材料。

發明內容

為解決精密儀器因材料熱脹冷縮造成的尺寸及結構穩定性降低問題，以及滿足各種微波和微電子以及功率器件、光電器件的封裝與組裝對于熱學管理材料的需求，結合金屬材料與陶瓷材料的特性，本發明提供了一種高熱導可調熱膨脹銅基復合材料及其制備方法，制備的銅基復合材料具有全致密、高熱導，且在更寬溫度范圍內具有可調熱膨脹特性。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種高熱導可調熱膨脹銅基復合材料，所述復合材料中Cu基體與具有負膨脹特性的增強體按照一定的摩爾比范圍，通過直接復合或者鍍銅包覆的方法所制備。