[發明專利]一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法

有效

• 申請號: 202210188318.1
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114582730B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 傅蔡安;傅菂;李成力
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;C22C1/10;C22C1/02;B22D7/00;B22D19/00;B22D27/11;B22D27/20;C22C21/00;C22C26/00;B22D21/04
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 嚴梅芳

1.一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：包括加工設備，加工設備的具體結構為：包括真空加熱爐，所述真空加熱爐內放置鋼制坩堝(4)，所述鋼制坩堝(4)內底面設置有強氧化劑(5)，所述強氧化劑(5)和鋼制坩堝(4)的上表面同時放置成形模具，成形模具上表面放置鋁塊(2)，所述真空加熱爐一端通過管路連接真空泵(8)，另一端通過管路連接氮氣罐(9)；

操作過程如下：

第一步：準備陶瓷顆粒(3)，將陶瓷顆粒(3)進行配比，通過振動和壓實工作，將陶瓷顆粒(3)壓制成粉料塊；

第二步：通過模具鋼隔板(1)、鋁箔支撐成形模具，將第一步中得到的石粉料塊裝入成形模具的兩鋁箔之間的凹槽內；

第三步：在鋼制坩堝(4)內部凹槽內鋪上一層強氧化劑(5)；

第四步：將成形模具放入鋼制坩堝(4)內部，將計算好體積的鋁塊(2)放置在成形模具上，同鋼制坩堝(4)一起放入真空加熱爐中；

第五步：真空泵(8)工作，開始抽真空，真空度達到10Pa-10^-2Pa，停止抽真空；

第六步：真空加熱爐開始進行加熱，加熱溫度設定650℃-800℃，加熱時間30-120分鐘,保溫60-240分鐘；

第七步：將鋁錠放入熔鋁爐中，設置加熱溫度為650℃-850℃，打開加熱開關，使鋁錠熔化，制備精煉的鋁液，為后面鋁液的澆鑄和擠壓做準備；

第八步：打開壓力機壓槽(12)的加熱開關，對壓力機壓槽(12)進行預熱，設定溫度為400℃-500℃；

第九步：待加熱爐中鋁塊(2)完全熔化并覆蓋成型模具后，氮氣罐(9)工作，開始充入氮氣，待真空加熱爐的爐內、外壓強平衡后，停止充入氮氣；

第十步：打開真空加熱爐的爐門，將覆有鋁液(10)的成形模具取出，然后放入預熱好的壓力機壓槽(12)內；往壓鑄模具內注入精煉好的鋁液，直至鋁液完全包裹成形模具；

第十一步：開啟壓機，設定壓力機的壓力參數，壓力為30Mpa-150Mpa，使壓頭(11)緩慢擠壓鋁液(10)，直至壓機壓頭(11)不再下降為止，在高壓下保壓5分鐘-30分鐘，待壓鑄鋁液冷卻凝固后撤壓；

第十二步：將壓鑄模具內的鋁錠頂出，脫模后得到鋁基金剛石散熱復合材料的壓鑄坯板。

2.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第一步中，陶瓷顆粒(3)選用金剛石顆粒。

3.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第三步中，強氧化劑(5)采用銅粉。

4.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第三步中，鋼制坩堝(4)通過石墨和耐熱鋼制備而成。

5.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第四步中，鋁塊(2)的體積保證鋁塊(2)被熔化后，剛好淹沒成形模具。

6.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第五步中，真空度為0.1Pa。

7.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第七步中，熔鋁爐設置在外部。

8.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第八步中，加熱溫度為450℃。

9.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第十一步中，壓力機的壓力為60Mpa。

10.如權利要求1所述的一種制備高性能鋁基復合材料散熱基板的方法，其特征在于：第十一步中，保壓時間為20分鐘。