Page 37 - 理化检验-物理分册2021年第八期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202108004

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梯度 SiC Al 复合材料的组织与性能
P

晏 萌,刘君武,江道传

( 合肥工业大学 材料科学与工程学院,合肥 230009 )
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摘 要: 采用分层装粉后液态热压的方法制备出具有 SiC 含量梯度的 SiC P Al复合材料, 并对
其组织与性能进行了研究。结果表明: SiC 颗粒在梯度 SiC P Al复合材料的各层内分布均匀, 梯度
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SiC P Al复合材料各层分界面清晰、 平直, 界面结合良好。各层混合料在压力作用下同步致密化的
过程中伴随着顶层液态铝合金向过渡层渗透, 同时过渡层中铝液也向底层发生渗透, 导致过渡层的

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-6
SiC 含量有所增加, 最终梯度 SiC P Al复合材料热膨胀系数从顶层的 21.0×10 ℃ -1 逐步降低至

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-6 -1 。梯度 SiC P Al复合材料的抗弯强度随着增强体 SiC 颗粒体积分数的增加
底层的 8.0×10 ℃
而增大, 底层与过渡层之间增幅较小。

关键词: 梯度; SiC P Al复合材料;液态热压;组织;热膨胀系数;抗弯强度

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中图分类号: TB333 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 08-0021-05

MicrostructureandPro p ertiesofGradientSiC P AlCom p osites
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YAN Men g LIUJunwu , JIANGDaochuan
,

( SchoolofMaterialsScienceandEn g ineerin g , HefeiUniversit yofTechnolo gy , Hefei230009 , China )

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Abstract : SiC P Alcom p ositeswithSiCcontentg radientwerep re p aredb y li q uidhotp ressin gafterla y ered

p owderloadin g , anditsmicrostructureandp ro p ertieswerestudied.TheresultsshowthattheSiCp articleswere

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evenl ydistributedineachla y erofthe g radientSiC P Alcom p osites , theinterfaceofeachla y erofthe g radientSiC P

Alcom p ositeswasclearandstrai g ht , theinterfacebondin gwasg ood.Inthep rocessofsimultaneousdensification

ofeachla y ermixtureunder p ressure , theli q uidaluminumallo y intheto p la y er p enetratedintothetransitionla y er ,

andtheli q uidaluminuminthetransitionla y eralsop enetratedintothebottomla y er , resultedintheincreaseofSiC

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contentinthetransitionla y er.Finall y , thethermalex p ansioncoefficientoftheg radientSiC P Alcom p osites

-6 -1 -6 -1
increasesfrom21.0×10 ℃ oftheto p la y erto8.0×10 ℃ ofthebottomla y er.Theflexuralstren g thofthe

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g radientSiC P Alcom p ositesincreasewiththeincreaseofthevolumefractionofSiCp articles , andtheincrease

betweenthebottomla y erandthetransitionla y erwassmall.

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Ke y words : radient ; SiC P Al com p osites ; li q uid hot p ressin g ; microstructure ; thermal ex p ansion
g

coefficient ; bendin gstren g th
不同体积分数的 SiC P Al复合材料各自有着不 加工困难, 而且可焊性差 [ 2-3 ] 。尽管在该材料制造时
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同的优点, 但是不能集中于一体, 于是就有一种初步 能在其表面获得很薄的一层铝合金使其获得良好的
设想, 将几种材料复合在一起, 使用一种共同基体, 焊接性能, 但为了获得特定的形状和高的尺寸精度
从而使其各个方面的性能均满足电子封装材料的要 及表面光洁度, SiC P Al复合材料必须进行或多或
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求 [ 1 ] 。 SiC P Al复合材料用作封装材料时不仅机械 少的机械加工, 这样那层薄的铝合金覆盖层便不复
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存在 了, 最 终 裸 露 出 来 的 大 量 SiC 陶 瓷 颗 粒 使
SiC P Al复合材料焊接性能变得很差 。
收稿日期: 2020-08-05 [ 4-8 ]
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作者简介: 晏 萌( 1996- ), 男, 硕士研究生, 主要从事电子封装
笔者制备了一种梯度 SiC P Al复合材料, 选用
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材料的研究
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通信作者: 刘君武( 1971- ), 男, 副教授, 主要从事电子封装材料 Al-7Si合金为顶层, 中体积分数的 SiC P Al复合材
料为过渡层, 热力学性能能够满足电子封装材料要
的研究, j wliu@hfut.edu.cn
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