赵 龙， 宋平新， 张迎九， 杨 涛， 马姗姗， 王彩利

(郑州大学 物理工程学院 / 材料物理教育部重点实验室， 郑州 450052)

金刚石/铜复合材料具有高导热、低膨胀的特性，在电子封装领域广泛应用。高温高压法、热压法、无压渗透法、放电等离子烧结法等，是目前制备金刚石/铜复合材料常用的制备方法[1]。

高温高压法制备的金刚石/铜复合材料致密度高，热导性能优异[2]；而金刚石与铜的界面润湿度，是制备高质量金刚石/铜复合材料的关键因素[3-4]。本实验创新性的采用扩散镀钨的金刚石与铜片进行高温高压熔渗，来制造复合材料。扩散镀钨能够有效地改善金刚石与铜的润湿度，减少高温对金刚石的损伤；高温高压能够大幅提高复合材料致密度，提升复合材料热导率。

实验探究了金刚石体积分数对复合材料热导率及热膨胀系数的影响，同时使用不同的烧结压力、烧结时间、烧结温度制备金刚石/铜复合材料，探寻制备复合材料的最优条件；还研究了金刚石表面金属化处理对复合材料热导性能的影响。

1 实验条件与过程

1.1 实验材料及方法

(1)实验使用中南超硬材料有限公司生产的MBD6型人造金刚石，粒度尺寸为75～90 μm；铜粉及铜片纯度为99.9%，铜粉粒径不等；纯度99.95%的活性元素Cr粉末。

(2)采用扩散烧结法[5-7]在金刚石表面包覆一层如图1所示的碳化钨层，碳化钨层厚度约为300 nm，包覆层均匀、完整、无漏镀。

(3)将镀钨金刚石放入钼杯(φ 15.14 mm×5 mm)中，铜片也放入钼杯(φ 15.48 mm×5 mm)中，双钼杯对扣。控制金刚石体积分数分别为50%、60%、70%、80%。……