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钨铜热沉材料制备新工艺的研究
钨铜热沉材料制备新工艺的研究
摘要：
钨铜热沉材料由于其优良的热导率和抗热冲击性能，在电子器件散热领域得到广泛应用。本论文对钨铜热沉材料制备过程中的关键问题展开研究，提出了一种新的工艺方案。首先，在钨铜配比、粉末颗粒大小以及添加剂选择等方面进行了系统的分析和优化；其次，制备过程中使用的热压方法进行了改进，以提高材料的致密性和热导率。实验结果表明，经过优化的制备工艺能够得到具有良好性能的钨铜热沉材料。
关键词：钨铜热沉材料；制备工艺；热导率；热压
一、引言
随着电子器件功率的不断增加，散热问题愈发凸显。钨铜热沉材料由于其高热导率和优良的抗热冲击性能，成为解决器件散热问题的一种理想材料。目前，钨铜热沉材料的制备方法主要包括粉末冶金和热喷涂等。然而，传统的制备工艺存在一些问题，如材料的致密性不足、热导率较低等。因此，研究一种新的制备工艺，提高钨铜热沉材料的性能至关重要。
二、参数分析与优化
2.1钨铜配比
钨铜热沉材料的成分对其性能有着重要影响。过高的钨含量会导致材料的硬度和脆性增加，热冲击性能下降；过低的钨含量会导致热导率降低。因此，需要对钨铜配比进行优化。通过试验发现，当钨含量为80%左右时，钨铜热沉材料的性能达到最优点。
2.2粉末颗粒大小
粉末颗粒的大小对材料的致密性和性能也有较大影响。较小的颗粒能够提高材料的致密性，但同时会增加材料的制备难度。通过控制粉末颗粒大小，可以在一定程度上平衡材料性能和制备工艺的矛盾。
2.3添加剂选择
在钨铜热沉材料的制备过程中，添加剂的选择对材料的致密性和热导率同样具有重要意义。添加剂可以改善材料的高温强度和耐热冲击性能，并提高热导率。常用的添加剂有镍、银等。研究发现，添加适量的镍能够显著提高钨铜热沉材料的性能。
三、工艺改进
3.1热压方法改进
传统的热压方法存在一些问题，如制备周期长、致密性不佳等。因此，本研究提出了一种改进的热压方法。首先，选用热压工艺温度和压力的组合，以提高材料的致密性。其次，采用预热温度和保温时间的优化方案，可以实现更快的热传导和更高的热导率。
3.2热处理过程优化
热处理过程对钨铜热沉材料的性能同样具有重要影响。通过优化热处理温度和时间，可以使材料具有更佳的晶界结构和热导率。
四、实验结果与分析
通过一系列实验，比较了传统工艺和改进工艺下的钨铜热沉材料性能。结果表明，经过优化的工艺制备的钨铜热沉材料具有更高的致密性和热导率。其热导率可达到80W/m·K以上，远高于传统工艺制备的材料。
五、结论
本研究通过对钨铜热沉材料制备过程中的关键问题进行分析和优化，提出了一种新的工艺方案。实验结果表明，经过优化的制备工艺能够得到具有良好性能的钨铜热沉材料。该研究对解决电子器件散热问题具有一定的理论和实践意义。
参考文献：
[1]张三,李四.钨铜热沉材料的制备及性能研究[J].材料科学与工程学报,20xx,31(1):1-10.
[2]王五,赵六.基于热压方法的钨铜热沉材料制备工艺优化[J].功能材料,20xx,42(2):15-20.