超硬材料网

　　申请号：201410842734.4

       申请人：北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司 安泰科技股份有限公司

       发明人：柳成渊 徐燕军 刘一波 尹翔 郑勇翔 孙延龙 黄霞 葛科

       摘要： 本发明公开一种制备铜基金刚石复合材料的方法。该方法是将铜合金/纯铜材料加工成金刚石/铜制品的最终尺寸作为模具，然后将金刚石单晶/镀层金刚石颗粒倒入模具中振实，再滴加粘接剂溶液；之后在200-600℃条件下真空处理制得金刚石多孔骨架坯料；再将金刚石多孔骨架坯料与铜合金/纯铜模具一起装入包套进行热等静压处理，冷却后得到复合材料。本发明方法可实现近净成形，后期加工量小，工艺简单可靠，制得的金刚石/铜复合材料性能一致性好，该材料作为电子封装材料和散热基板材料均具有较好的综合性能，其热导率可达到700w/mk，热膨胀系数可实现自由调节，室温条件下低于6.5*10-6m/k，致密度达到99.9％以上。

       主权利要求：1.一种制备铜基金刚石复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，按照所述铜基金刚石复合材料的最终尺寸，以含活性元素的铜合金为原料制作模具；步骤二，按照预先测得的金刚石振实密度称量需要的金刚石重量，然后将金刚石颗粒填充到步骤一所述的模具中并振实；步骤三，向所述步骤二模具的金刚石颗粒中滴加粘接剂，然后将填充有金刚石颗粒的模具在200-600℃条件下真空烘烤，真空度控制在0.001-0.1Pa范围；步骤四，将烘烤后的填充有金刚石颗粒的模具装入包套中，经封焊后进行热等静压处理，其中，热等静压温度为1100-1350℃，热等静压压力为20-100MPa，保温时间为0.5-2h，冷却后得到所述铜基金刚石复合材料。

       2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含活性元素的铜合金 中，所述活性元素为Cr或B，其中，当所述活性元素为Cr时，在铜合金中， Cr的质量百分比含量为0.1-5％，其余为铜；当所述活性元素为B时，在铜 合金中，B的质量百分比含量为0.1-3％，其余为铜。

       3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘接剂为Na2SiO3、 AlPO4、糊精、淀粉和聚乙二醇中的一种或多种混合物的水溶液；优选地， 所述粘结剂的用量为0.2-1mL/g金刚石。

       4.一种制备铜基金刚石复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一，在金刚石颗粒表面镀上活性元素，从而得到镀层金刚石；按照 所述铜基金刚石复合材料的最终尺寸，以纯铜为原料制作模具； 步骤二，按照预先测得的金刚石振实密度称量步骤一得到的所述镀层金 刚石重量，然后将所述镀层金刚石颗粒填充到步骤一所述的模具中并振实； 步骤三，向所述模具的镀层金刚石颗粒中滴加粘接剂，然后将填充有镀 层金刚石颗粒的模具在200-600℃条件下真空烘烤，真空度控制在0.001-0.1Pa 范围； 步骤四，将烘烤后的填充有镀层金刚石颗粒的模具装入包套中，封焊后 进行热等静压处理，其中，热等静压温度为1100-1350℃，热等静压压力为 20-100MPa，保温时间为0.5-2h，冷却后得到所述铜基金刚石复合材料。

       5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述镀层金刚石的镀层厚 度为0.1-1μm。

       6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活性元素为Cr或B。

       7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述铜基金刚石复合 材料中，所述金刚石的质量百分数为40-80％。

       8.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述金刚石为金刚石 单晶，粒度为80-400μm。

       9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述粘接剂为Na2SiO3、 AlPO4、糊精、淀粉和聚乙二醇中的一种或多种混合物的水溶液；优选地， 所述粘结剂的用量为0.2～1mL/g镀层金刚石。

       10.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中， 所述真空烘烤的温度为280-300℃，真空度为0.01MPa，烘烤时间为2-3小时。