一种石墨晶须增强铜基复合材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102628149A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102628149A(43)申请公布日2012.08.08(21)申请号201210080906.X(22)申请日2012.03.23(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人何新波刘骞刘婷婷张昊明任淑彬吴茂曲选辉(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C22C47/12(2006.01)C22C47/04(2006.01)C22C49/14(2006.01)C22C121/02(2006.01)C22C101/10(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种石墨晶须增强铜基复合材料的制备方法(57)摘要本发明属于金属基复合材料研究领域，涉及一种高导热石墨晶须增强铜基复合材料及其制备方法。复合材料由基体纯铜和已镀覆的增强相高导热石墨晶须两部分组成，其中纯铜的体积分数为40%-65%，镀覆后的石墨晶须的体积分数为35%-60%。复合材料采用生产工艺步骤为：首先采用化学镀或盐浴镀方法，将铜或钼镀覆于石墨晶须的表面，形成0.5-2μm厚的镀层；将经过金属镀覆处理过石墨晶须添加适量的粘结剂后模压成形，随后采用热脱脂，脱除粘结剂制成多孔预制坯；最后将预制坯和纯铜叠放，放入熔渗炉，进行真空压力熔渗，得到最终的石墨晶须增强铜基复合材料零件。CN1026849ACN102628149A权利要求书1/1页1.一种制备高性能石墨晶须增强铜基复合材料的方法，其特征是使用高导热石墨晶须作增强相，先在石墨晶须表面用化学镀或盐浴镀的方法镀覆一层铜或钼，然后再石墨晶须制成多孔预成形坯，最后采用熔渗工艺使熔融纯铜渗入多孔预成形坯中，制备出高性能的石墨晶须增强铜基复合材料；石墨晶须长径比在10-70之间，晶须表面镀覆厚度0.5-2μm的铜或钼；复合材料中镀覆晶须所占的体积百分比为35%-60%。2.按照权利要求1所述的制备高性能石墨晶须增强铜基复合材料的方法，其特征在于：制备多孔预成形坯的步骤为：将石墨晶须放入溶有石蜡粘结剂的正庚烷溶液，粘结剂石蜡和有机溶剂正庚烷的比例为40-50g/L；石蜡的体积为石墨晶须体积的40-65%；80℃蒸干有机溶液后，充分研磨均匀，模压制成坯体后热脱脂；模压压力为0.2MPa，脱脂工艺为：以5-10℃/min的速度从室温升至350-450℃，保温30-60min，再以10℃/min的速度升至550-650℃，保温30-60min后随炉冷却，制成多孔预成形坯。3.按照权利要求1所述的制备高性能石墨晶须增强铜基复合材料的方法，其特征在于：使用真空压力熔渗工艺将增强相与铜复合，熔渗温度1000-1400℃，真空度0.6-1Pa，保温时间30-90min，下压时压力大小为0.5-2MPa，保压时压力大小为20-50MPa，保压时间10-40min。4.按照权利要求1所述的制备高性能石墨晶须增强铜基复合材料的方法，其特征在于：采用的化学镀铜的工艺路线为：对处理过的石墨晶须进行敏化、活化；敏化液配方为20ml/LHCl+20g/LSnCl2，活化液配方为20ml/LHCl+0.5g/LPdCl2；活化敏化阶段要对溶液强力搅拌15min，随后进行化学镀铜，镀液配方为五水硫酸铜15g/L、酒石酸钾钠14g/L、EDTA19.5g/L、二联吡啶0.02g/L、亚铁氰化钾0.01g/L，并加入质量分数为36%的甲醛溶液10ml/L作为镀铜的还原剂；镀铜工艺条件为：镀液pH为12.0-12.5、镀覆温度40-50℃、施镀时间2-15分钟。5.按照权利要求1所述的制备高性能石墨晶须增强铜基复合材料的方法，其特征在于：采用的盐浴镀钼的工艺路线为：将除油后的石墨晶须与加有一定量仲钼酸铵的NaCl/KCl混合盐放入球磨机中混合30分钟，混合盐中NaCl与KCl的摩尔比是1:1，混合盐中仲钼酸铵的质量分数为10%，混合均匀后，将混合物在保护气氛下加热至900℃-1100℃，在石墨晶须表面形成钼层。2CN102628149A说明书1/4页一种石墨晶须增强铜基复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明是一种高导热石墨晶须增强铜基复合材料及其制备方法，属于金属基复合材料技术领域。背景技术[0002]随着信息技术的高速发展，电子元器件中的芯片集成度越来越高，功率越来越大，对封装材料的散热要求也越来越高。同时，封装材料热膨胀系数还应与陶瓷基片和芯片保持良好的匹配，因为封装材料与陶瓷基片和芯片的热膨胀系数相差太大，就很容易引起芯片和陶瓷基片的炸裂或某些焊点、焊缝的开裂，从而导致电子器件失效。由于传统的电子封装材料及单一