[发明专利]一种可激光焊接的铝基复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于铝基复合材料的制备技术领域，特别涉及一种可激光焊接的铝基复合材料及其制备方法。本发明通过将硅粉和铝粉按比例在混料罐中均匀混合制成粉末混合物，粉末混合物经过冷等静压、高温高真空除气、热等静压致密化处理获得100%致密、内部无孔隙的Si/Al复合材料坯锭。本发明方法工艺简单和稳定，成本低，是制备高可靠和质量稳定的封装材料的首选方法之一。该方法制备的Si/Al复合材料不仅具有轻质低膨胀和高导热特征，还具有较高且稳定的力学性能，尤其具备良好的激光焊接工艺性能和高气密性特征，是一类功能结构一体化的先进铝基复合材料，可作为微电子器件和光电器件的气密封装外壳应用。

主权项

一种可激光自熔焊接的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)根据所设计的铝基复合材料的重量，按照铝基复合材料中硅含量为20wt％～60wt％，铝含量为40wt％～80wt％的比例称取硅粉和铝合金粉；(2)将按照步骤(1)称取的硅粉、铝合金粉和不锈钢球投入锥形混料罐中混料5～40小时，获得均匀的Si‑Al粉末混合物；其中，不锈钢球与Si‑Al粉末混合物的重量比为(0.5～3)：1，混料机转速为30～100r/min；(3)将步骤(2)制得的Si‑Al粉末混合物装入橡胶包套中冷等静压制成相对致密度为65％～75％的冷等静压坯锭；其中，冷等静压的压强为150～200MPa，保压时间为5～30min；(4)将步骤(3)制备的冷等静压坯锭装入铝包套中进行真空除气处理；所述的真空除气处理方法如下：在铝包套内部真空值不高于2×10‑2Pa的条件下，加热冷等静压坯锭，使冷等静压坯锭以10～30℃/h的升温速率升温至505～590℃，然后保持505～590℃至少1小时；除气完成后，铝包套封口前，其内部真空值应不高于2×10‑3Pa，并能保持至少30min；(5)将经步骤(4)真空除气后的冷等静压坯锭进行热等静压致密化加工处理，得到完全致密的热等静压坯锭；其中，热等静压处理的温度为505～590℃，压强为100～150MPa，保温时间2～5h；(6)将步骤(5)得到的热等静压坯锭去除铝包套即得到一种可激光焊接的铝基复合材料；所述铝合金粉的化学成分按重量百分比计为Cu：0～4.5％、Fe：0～0.3％、Si：0～0.1％、Ni：0.2～2.0％、O：0～0.2％、其余为Al；所述铝合金粉的粒径为1μm～80μm，平均粒径为3μm～30μm。