[发明专利]一种稀土氧化物强化钨铜基复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土氧化物强化钨铜基复合材料的制备方法，包括：将钨酸盐、可溶性稀土盐和草酸溶于水中，再滴加油酸三乙醇胺，加热搅拌至溶液完全蒸发得到前驱体；将前驱体在氢气气氛中进行两步还原；将所得还原产物进行压制，然后置于氢气气氛中烧结；检测所得烧结产物的致密度，将铜置于烧结产物表面在氢气气氛中进行熔渗得到稀土氧化物强化钨铜基复合材料。本发明采用湿化学法掺入的Y₂O₃使得还原后的W晶粒在烧结骨架过程中较细小，降低烧结活化能，在较低温度下获得孔隙率较小的骨架；同时Y₂O₃阻碍了晶界扩散，使得W晶粒不会过度长大而破坏骨架多孔结构，为后续获得低铜含量、均匀致密的复合材料奠定了基础。

技术领域

本发明涉及钨铜基复合材料技术领域，尤其涉及一种稀土氧化物强化钨铜基复合材料的制备方法。

背景技术

在现代工业高速发展的今天，电子封装材料实现了对芯片、CPU、大规模电路的保护，封装材料可以保护元器件免受物理伤害以及有害气体的腐蚀，同时高的热导率保证电子元件的散热。由于电子封装材料起到散热和保护基体的作用，因此提高电子封装材料的热导率和硬度很关键，其次为了防止封装材料在工作时与基体之间由于膨胀系数相差太大而产生应力，对封装材料的热膨胀系数也有相应要求。

钨-铜复合材料综合了钨的高强度、低热膨胀以及铜的高导热性能，从而拥有较好的电子封装综合性能，同时通过改变铜量可以达到控制钨铜复合材料热膨胀系数的效果。但是钨-铜复合材料在应用时仍然存在一些问题，即钨-铜复合材料的润湿性差，导致复合材料致密度难以提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种稀土氧化物强化钨铜基复合材料的制备方法。本发明采用湿化学法制备W-Y₂O₃复合粉体，烧结骨架再渗铜制备W-Cu-Y₂O₃复合材料。湿化学法掺入的Y₂O₃使得还原后的W晶粒在烧结骨架过程中较细小，降低烧结活化能，使得在较低温度下获得孔隙率较小的骨架；同时Y₂O₃阻碍了晶界扩散，使得W晶粒不会过度长大而破坏骨架多孔结构，为后续获得低铜含量、均匀致密的复合材料奠定了基础。

本发明提出的一种稀土氧化物强化钨铜基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：前驱体制备

分别将偏钨酸铵(AMT，Aladdin，纯度≥99.95％)、硝酸钇(Y(NO3)₃·6H₂O，Aladdin，纯度≥99.5％)、草酸(C₂H₂O₄·2H₂O，分析纯)溶解在去离子水中制成溶液；将上述溶液混合后滴加油酸三乙醇胺(C₁₆H₂₂N₄O₃，纯度99％)，加热搅拌至溶液完全蒸发，得到的沉淀物即为前驱体，将前驱体置于真空干燥箱中烘干后取出。

(NH₄)₆H₂W₁₂O₄₀＝6NH₄++2H⁺+W₁₂O₄₀^8- (1)

2Y³⁺+2H⁺+W₁₂O₄₀^8-＝9WO₃↓+Y₂(WO₄)₃↓+H₂O (2)