[发明专利]高导热率铝合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种高导热率铝合金，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：Al为80～90％，Si为6.5～8.5％，Fe为0.2～0.5％，Zn为0.8～3％，V为0.03～0.05％，Sr为0.01～1％，石墨烯为0.02～0.08％。本发明的高导热率铝合金优化Si、Fe、Zn等合金元素，添加Sr、V、石墨烯等元素，控制各组分的含量，相互协调配合，得到具有高导热率、良好的铸造性能以及优良的半固态压铸性能。本发明的高导热率铝合金中加入石墨烯，将石墨烯良好的热传导性应用到铝合金以获高导热率铝合金。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种铝合金。

背景技术

随着现代电子信息技术及制造技术的快速发展，电子系统及5G通讯设备向着大规模集成化、小型化、轻量化及高功率等方向发展，这无疑给电子系统及5G通讯设备的散热带来了严峻挑战。根据相关研究数据，电子产品失效的原因中，约一半是由于过热及与热相关的问题造成的。研究资料还表明，半导体元件的温度每升高10℃，可靠性则降低50％，当元器件在很高的温度下工作时，其失效率随温度升高呈指数增长。

铝合金具有良好的综合性能，其密度小、强度高、导电导热性好、加工简单等优点较好地满足了产品结构及散热要求，因此被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。纯铝室温下的导热率较高，约为238W/(m·K)，变形铝合金如6063的导热率也高达209W/(m·K)。然而随着合金元素的增加，铝合金的导热率逐渐降低，且不同元素对合金导热率的影响大不相同。这主要是由金属的自由电子导电机制所决定的，铝合金的导电特性与组织中的晶格畸变程度、缺陷、杂质、相组成及分布等有关。

因此，提供一种延长使用寿命、降低过热影响产生的失效问题的高导热率铝合金，是当前通讯电子设备领域需要解决的问题，对于改善通讯电子设备工作性能具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够具有高电导率、优化铸造性能和半固态压铸性能的高导热率铝合金及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供一种高导热率铝合金，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：

可选择地，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：

可选择地，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：

可选择地，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：

可选择地，RE中含有下述组分中的一种或者多种，La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、和Sc。

可选择地，Re中含有下述组分，各组分的含量以RE的重量百分比表示如下：

La 40～70％

Sc ≤15％

Y ≤15％

可选择地，高导热率铝合金含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：

根据本发明的另一个方面，提供一种高导热率铝合金的制备方法包括：

(1)按重量百分比配取Al、Si、Fe、Zn、V、Sr以及石墨烯，共同加热至熔融，得到铝合金液，熔炼温度设定为700～750摄氏度。