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专利:一种制备铜基金刚石复合材料的方法

关键词 铜基 , 金刚石 , 复合材料|2015-05-29 09:13:25|行业专利|来源 中国超硬材料网
摘要 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
  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。  
 

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