[发明专利]一种高硅Sip/Al合金复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高硅Sip/Al合金复合材料的制备方法，对Si粉体进行淘洗，去除其中细小的Si颗粒，将经淘洗平均粒径为10‑50um的Si粉体与平均粒径为5‑20um的Al合金粉体配料，双轴滚筒混料，在钢模中400‑600MPa单向压制，高纯N2气氛660‑720℃常压烧结制备的30wt％Sip/Al合金复合材料的致密度为98.2％，抗弯强度为244.6MPa，热导率为139.1W/(m·K)，25℃‑100℃的平均热膨胀系数为15.1×10‑6/K；50wt％Sip/Al合金复合材料致密度可达97％，抗弯强度达到214MPa，热导率达到130W/(m·K)，25℃‑100℃的平均热膨胀系数低至10.1×10‑6/K。该高硅Sip/Al合金复合材料的综合性能优良，可用作高性能电子封装材料。

主权项

1.一种高硅Sip/Al合金复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)淘洗：将Sip粉体在去离子水中超声处理10‑20min，随后静置10‑20min，将去离子水连同悬浮于其中的细小Sip粉体一起倒掉，重复淘洗3‑5次，直至去离子水完全澄清；淘洗后的Sip粉体于150℃保温干燥12h备用；淘洗后的Sip粉体的平均粒径d50为10‑50μm；(2)配料：将淘洗后的Sip粉体与市购的平均粒径d50为5‑20um的Al合金粉体按照配比量进行配料；(3)混料：Sip粉体与Al合金粉体的混合在双轴滚筒混料机上进行，加入直径为5‑15mm的ZrO2球作为混料介质，球料比为2:1，辊轴转速为300‑400r/min，混料时间为6‑8h；(4)压制成形：向步骤(3)获得的混合粉体中滴加成形剂，在滴加的过程中不断搅拌直至成形剂在混合粉体中均匀分布，随后将获得的混合料填入阴模内壁涂抹硬脂酸锌的钢制模具中，单向施加400‑600MPa的轴向压力，保压时间1‑5min压制成形；(5)常压烧结：将步骤(4)获得的压坯放入石英管式烧结炉中常压烧结，烧结温度为660‑720℃，烧结时间为1‑3h，制备得到高硅Sip/Al合金复合材料；制备的高硅Sip/Al合金复合材料中，Sip的含量为30‑50wt％，余量为Al合金；整个常压烧结过程均在流动的99.99vol％高纯氮气保护下进行，氮气的流速为50‑100mL/min。