王新宇，于家康，朱晓敏

(西北工业大学 凝固技术国家重点实验室，西安 710072)

镀TiC金刚石/铝复合材料的界面及热膨胀性能

王新宇，于家康，朱晓敏

(西北工业大学 凝固技术国家重点实验室，西安 710072)

采用气压浸渗法制备高体积分数的镀TiC金刚石/铝复合材料，通过SEM和EDS等手段对复合材料的断口形貌进行分析，并研究TiC镀层对复合材料界面和热膨胀性能的影响。结果表明：TiC镀层改善金刚石颗粒与铝合金基体之间的选择性粘结现象，断裂方式以基体断裂为主。部分TiC会被氧化成TiO2并与铝合金基体反应生成 Al2O3，从而实现金刚石颗粒与铝合金基体之间良好的界面结合；TiC镀层有效地降低复合材料的热膨胀系数(CTE)，增强复合材料热膨胀性能的稳定性。在体积分数相同的情况下，CTE随金刚石颗粒尺寸的减小而减小。

复合材料；气压浸渗；镀层；界面；热膨胀

随着电子技术的不断发展，在电子封装领域，电子器件和电子装置中元器件的复杂性和密集性日益提高，导致器件产生的热量越来越多，微处理器及半导体器件在应用过程中常常因为温度过高而无法正常工作，散热问题在电子信息产业发展中已经受到广泛的关注[1-3]。金刚石具有高热导率和低热膨胀系数的特征：Ia型金刚石(含氮)的热导率为600 W/(m·K)，高纯IIa型金刚石的热导率大约为2 200 W/(m·K)，通过高温高压法制备的Ib型金刚石的热导率在1 200～2 000 W/(m·K)之间(和氮含量相关)，金刚石的热膨胀系数在0.8×10-6～1.5×10-6K-1范围[4]。所以，将金刚石颗粒作为增强体与金属基体(Al、Cu、Ag等)制备成复合材料，就可以使金刚石优异的热学性能很好地利用在封装材料中。……