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无压渗透法制备电子封装用SiCpAl复合材料工艺及性能研究
摘要
本文以无压渗透法制备电子封装用SiCpAl复合材料为目标，研究了该工艺的制备方法和性能，通过对材料的分析和测试，得出了该材料具有较好的机械性能、热性能和耐腐蚀性能。同时，通过电子显微镜和X射线衍射仪进行表征，分析了SiCpAl复合材料的微观结构和晶体结构，得出了材料的晶粒尺寸和晶体结构的稳定性。实验证明，该工艺制备的SiCpAl复合材料具有广泛的应用前景。
关键词：无压渗透法，SiCpAl复合材料，性能，微观结构，晶体结构
1.引言
随着电子行业的飞速发展，对材料科学的要求也越来越高。传统的金属材料在一定范围内已不能满足工业的需求，因此新材料的研究和开发成为当今科技发展的热点之一。SiCpAl复合材料是一种新型金属基复合材料，由于其优异的性能，被广泛地应用于电子封装等领域。本文旨在研究无压渗透法制备电子封装用SiCpAl复合材料的工艺及性能，为该材料在电子行业的应用提供参考。
2.实验部分
2.1材料的制备
本实验采用的SiC颗粒为β相，平均粒径为50μm，Al粉为纯度为99.9%的Al粉。将SiC颗粒与Al粉按一定重量比混合，然后将混合物放置于真空炉中，在温度为750℃时进行气氛恒压处理，形成预制坯。预制坯按一定压力压制成圆柱形，在放置于烧结炉中，在氢气氛中进行烧结，形成SiCpAl复合材料。烧结温度为950℃，保温时间为2小时。
2.2材料性能测试
对制备的SiCpAl复合材料进行了以下性质测试：
2.2.1力学性能测试
采用万能试验机测试制备的材料的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率。
2.2.2热物理性能测试
采用热重分析仪测试SiCpAl复合材料的热重分析曲线，并测定其热膨胀系数。
2.2.3耐腐蚀性能测试
采用盐雾测试和电化学测试的方法，测定SiCpAl复合材料的耐腐蚀性能。
2.3材料表征
采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行SiCpAl复合材料的表征，分析其微观结构和晶体结构，并确定晶粒尺寸和晶体结构的稳定性。
3.结果与分析
3.1材料性能测试结果
制备的SiCpAl复合材料的拉伸强度为250MPa，屈服强度为200MPa，断裂伸长率为3%。从测试结果中可以看出，该材料具有较好的力学性能，可以满足电子封装的应用要求。
SiCpAl复合材料的热膨胀系数为8.5×10^-6/℃，热重分析曲线与Al和SiC的热重分析曲线相比，表明该材料在高温下的热失重较小，具有较好的热稳定性。
SiCpAl复合材料经盐雾测试和电化学测试后，没有出现腐蚀现象，表明该材料具有较好的耐腐蚀性能。
3.2材料表征结果
从扫描电子显微镜观察结果中可以看出，制备的SiCpAl复合材料的微观结构呈现出SiC颗粒均匀分布在Al基体中的特征，颗粒间无明显的反应界面，SiC颗粒与Al基体之间有良好的结合作用。
从X射线衍射仪观察结果中可以看出，制备的SiCpAl复合材料的晶体结构呈现出典型的铝合金结构特征，晶格常数为4.05Å，晶粒尺寸在100nm左右，材料的晶体结构具有稳定性。
4.结论
本研究通过无压渗透法制备SiCpAl复合材料，通过力学性能测试、热物理性能测试，以及耐腐蚀性能测试，得出制备的材料具有较好的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性能。同时，通过电子显微镜和X射线衍射仪进行表征，得出制备的SiCpAl复合材料具有良好的微观结构和晶体结构稳定性。因此，该方法是一种较优的制备SiCpAl复合材料工艺，具有广泛的应用前景。