[發明專利]Al-Si系合金、其制備方法及5G通信基站的散熱件

有效

• 申請號: 202011224326.4
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112410624B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉桂亮;孫謙謙;韓夢霞;劉相法
• 申請（專利權）人: 山東邁奧晶新材料有限公司;山東呂美熔體技術有限公司;山東大學
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22C1/10;C22F1/043
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 包國菊;劉奕晴

本公開提供一種Al?Si系合金、其制備方法及5G通信基站的散熱件。所述Al?Si系合金包括Al、Si、Fe以及TiC_B@TiBC粒子，基于100wt％的所述Al?Si系合金，Si的含量為4.0wt％?14.0wt％、Fe的含量為0.1wt％?1.2wt％，所述TiC_B@TiBC粒子包括核部和殼部，所述核部包含B摻雜型TiC_B，所述殼部包覆所述核部的至少一部分并包含TiBC三元相，其中，B摻雜型TiC_B是指B原子占據TiC_x晶體的C空位而形成的TiC_B相，TiBC三元相是指由Ti、B和C組成的三元相，其中，x＜1。根據本公開的Al?Si系合金可具有改善的導熱性能、抗拉強度、屈服強度以及成型性能。

技術領域

本公開涉及金屬材料領域，具體涉及Al-Si系合金、其制備方法及5G通信基站的散熱件。

背景技術

5G通信技術的推廣和應用，對全產業鏈變革提出了更高的要求。據實測數據統計，5G通信基站單站的功耗約是4G通信基站單站的功耗的2.5-3.5倍，這就意味著基站發熱量的陡增，如何解決其導熱、散熱的問題成為行業關注的焦點。

另外，通信基站通常會安裝在室外或野外的高處，其各零部件的體積、重量對設備的安裝便捷性是至關重要的，同時體積和重量也是影響散熱的邊界條件和關鍵因素。

Al-Si系合金由于密度低、導熱性能優良、比強度高、充型能力好以及耐蝕性好等優勢成為5G通信基站的散熱件(例如，有源天線處理單元(AAU)的散熱殼體、5G通信基站的濾波器的散熱殼體等)的首選材料。

然而，通過傳統的成分優化調控、晶粒細化、施加外場等手段，難以使現有的Al-Si系合金同時滿足5G通信基站的散熱件提出的高導熱、高強度以及高氣密性、高精度各項指標的嚴苛要求。

發明內容

本公開提供一種具有改善的導熱性能、抗拉強度、屈服強度以及成型性能的Al-Si系合金、其制備方法及5G通信基站的散熱件。

根據本公開的一方面，提供一種Al-Si系合金，所述Al-Si系合金包括Al、Si、Fe以及TiC_B@TiBC粒子，基于100wt％的所述Al-Si系合金，Si的含量為4.0wt％-14.0wt％、Fe的含量為0.1wt％-1.2wt％，所述TiC_B@TiBC粒子包括核部和殼部，所述核部包含B摻雜型TiC_B，所述殼部包覆所述核部的至少一部分并包含TiBC三元相，其中，B摻雜型TiC_B是指B原子占據TiC_x晶體的C空位而形成的TiC_B相，TiBC三元相是指由Ti、B和C組成的三元相，其中，x＜1。根據本公開的Al-Si系合金，通過在Al-Si系合金中添加TiC_B@TiBC粒子，可改善Al-Si系合金的導熱性能、抗拉強度、屈服強度和成型性能，從而使其適合于用作5G通信基站的散熱件的材料。

可選地，所述核部中的C含量可高于所述殼部中的C含量，所述核部中的B含量可低于所述殼部中的B含量，所述B摻雜型TiC_B由TiC_xB_y表示，其中，0.72＜x＜0.81，0＜y＜0.17。

可選地，所述Al-Si系合金還可包含AlN粒子。通過在Al-Si系合金中添加AlN，板片狀的共晶硅變為顆粒狀，且分布更加均勻，這有利于減少電子運輸階段板片狀共晶硅對電子的散射作用，從而有利于導熱性能提升。

可選地，所述TiC_B@TiBC粒子和所述AlN粒子可以為納米級別。納米級別的TiC_B@TiBC粒子和AlN粒子可有效調控熱處理過程中時效相的析出、分布及構型，大幅提高力學性能、導熱性能及加工性能。