[发明专利]Al-Si系合金、其制备方法及5G通信基站的散热件

说明书

本公开提供一种Al‑Si系合金、其制备方法及5G通信基站的散热件。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的含量为4.0wt％‑14.0wt％、Fe的含量为0.1wt％‑1.2wt％，所述TiC_B@TiBC粒子包括核部和壳部，所述核部包含B掺杂型TiC_B，所述壳部包覆所述核部的至少一部分并包含TiBC三元相，其中，B掺杂型TiC_B是指B原子占据TiC_x晶体的C空位而形成的TiC_B相，TiBC三元相是指由Ti、B和C组成的三元相，其中，x＜1。根据本公开的Al‑Si系合金可具有改善的导热性能、抗拉强度、屈服强度以及成型性能。

技术领域

本公开涉及金属材料领域，具体涉及Al-Si系合金、其制备方法及5G通信基站的散热件。

背景技术

5G通信技术的推广和应用，对全产业链变革提出了更高的要求。据实测数据统计，5G通信基站单站的功耗约是4G通信基站单站的功耗的2.5-3.5倍，这就意味着基站发热量的陡增，如何解决其导热、散热的问题成为行业关注的焦点。

另外，通信基站通常会安装在室外或野外的高处，其各零部件的体积、重量对设备的安装便捷性是至关重要的，同时体积和重量也是影响散热的边界条件和关键因素。

Al-Si系合金由于密度低、导热性能优良、比强度高、充型能力好以及耐蚀性好等优势成为5G通信基站的散热件(例如，有源天线处理单元(AAU)的散热壳体、5G通信基站的滤波器的散热壳体等)的首选材料。

然而，通过传统的成分优化调控、晶粒细化、施加外场等手段，难以使现有的Al-Si系合金同时满足5G通信基站的散热件提出的高导热、高强度以及高气密性、高精度各项指标的严苛要求。

发明内容

本公开提供一种具有改善的导热性能、抗拉强度、屈服强度以及成型性能的Al-Si系合金、其制备方法及5G通信基站的散热件。

根据本公开的一方面，提供一种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的含量为4.0wt％-14.0wt％、Fe的含量为0.1wt％-1.2wt％，所述TiC_B@TiBC粒子包括核部和壳部，所述核部包含B掺杂型TiC_B，所述壳部包覆所述核部的至少一部分并包含TiBC三元相，其中，B掺杂型TiC_B是指B原子占据TiC_x晶体的C空位而形成的TiC_B相，TiBC三元相是指由Ti、B和C组成的三元相，其中，x＜1。根据本公开的Al-Si系合金，通过在Al-Si系合金中添加TiC_B@TiBC粒子，可改善Al-Si系合金的导热性能、抗拉强度、屈服强度和成型性能，从而使其适合于用作5G通信基站的散热件的材料。

可选地，所述核部中的C含量可高于所述壳部中的C含量，所述核部中的B含量可低于所述壳部中的B含量，所述B掺杂型TiC_B由TiC_xB_y表示，其中，0.72＜x＜0.81，0＜y＜0.17。

可选地，所述Al-Si系合金还可包含AlN粒子。通过在Al-Si系合金中添加AlN，板片状的共晶硅变为颗粒状，且分布更加均匀，这有利于减少电子运输阶段板片状共晶硅对电子的散射作用，从而有利于导热性能提升。

可选地，所述TiC_B@TiBC粒子和所述AlN粒子可以为纳米级别。纳米级别的TiC_B@TiBC粒子和AlN粒子可有效调控热处理过程中时效相的析出、分布及构型，大幅提高力学性能、导热性能及加工性能。