[发明专利]一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法

权利要求书

1.一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料的选取：采用质量份数为6.5％～13.6％的镀镍金刚石单晶与质量份数为1～5％的水雾化法所制备的超细CuSn15青铜粉、质量份数为0.3～1.0％的复合镀镍铜碳纤维，或复合镀镍铜碳化硅晶须，余量为电解铜粉，以K90聚乙烯吡咯烷酮的酒精溶液为造粒剂；

S2：冷压制坯：将原料粉末以K90聚乙烯吡咯烷酮的酒精溶液为造粒剂共同混合造粒，将造粒物料在钢质模具中冷压制成片状坯体；

S3：将冷压坯体置入氢气还原炉中进行高温预还原烧结；

S4：再将预还原烧结坯体置入石墨模具中，在四柱热压烧结机或六面顶压机中进行致密化烧结，制成片状复合散热体，并对其表面进行机械抛光处理。

2.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述镀镍金刚石单晶的粒度为30或35目、35或40目、40或45目的单一粒度或组合粒度的镀镍金刚石，镀镍量为金刚石重量的15-30％，其中镀镍金刚石单晶的粒度组合可由散热体厚度的不同来进行选配。

3.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述电解铜粉的粒度为300目，松装密度1.4～1.7g/cm³，氧含量＜0.07％。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述的水雾化法所制备的超细CuSn15青铜粉的激光粒度D50值为5～7μm，氧含量＜0.08％。

5.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述复合镀镍铜碳纤维为导热系数600～900W/mK的沥青基碳纤维，且沥青基碳纤维的长度为74～150μm，复合镀镍铜的碳化硅晶须长度为74～150μm；其镀镍量为被镀覆碳化硅晶须质量的15～30％，镀镍后再采用化学法包覆铜，铜的包覆量为前道工序中已镀镍的物料重量的50～100％。

6.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯吡咯烷酮造粒剂的制备方法为：是将聚乙烯吡咯烷酮颗粒溶于无水酒精中，得到质量浓度为0.5～1.5％的粘稠状酒精溶液。

7.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述的冷压制坯，是将以聚乙烯吡咯烷酮造粒剂的混合造粒物料在钢质冷压模具中冷压，制成压制密度为60～65％的片状坯体。

8.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述预还原烧结的具体操作步骤为：将预还原烧结坯体置入石墨模具中，然后送入氢气还原炉中，在850～950℃保温20～30分钟，然后将烧制品随炉冷却至室温，取出后置入充有氮气保护的封闭物料箱中。

9.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述致密化烧结的具体操作步骤为：将预还原烧结体再置入石墨模具中，在四柱热压烧结机中，烧结温度950℃，烧结压力350kg/cm²,高温保温5分钟，或六面顶压机中进行加温加压烧结，得到致密度为98～100％的金刚石/铜复合烧结片体。

10.根据权利要求1所述的一种金刚石复合散热材料的粉末冶金制备方法，其特征在于，所述六面顶压机中的烧结温度为860～950℃，烧结压力为4.5～5.0GPa，高温保温时间2分钟；对致密烧结后的片体材料进行抛光处理。