[发明专利]一种AlN和Al2O3混杂增强铜基复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料及其制备方法。本发明提供了一种AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤，将镀铜AlN颗粒、纳米级Cu₂O颗粒球磨混合，与Cu‑Al合金粉、微米级Cu₂O粉混合，压坯，进行预烧，复压复烧，得到AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料。本发明制备的复合材料的致密度可以达到98％以上；其中纳米尺寸、弥散分布且与基体共格的Al₂O₃颗粒为材料提供高的抗软化温度，微米尺寸、体积分数较高、且与基体界面结合良好的AlN为材料提供良好的耐磨性、热膨胀系数和导热性能。

技术领域

本发明属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料及其制备方法。

背景技术

电子行业飞速发展，电子元器件必须具备更高的集成度、更快的运行速度和更大的容量，需要散出的热量也越来越多，这就对电子封装材料提出了更高的要求，既具有良好的力学性能、耐腐蚀、电绝缘性能和热循环尺寸稳定性，又要具有高的热导率、低的热膨胀系数等。铜及其合金导热导电性良好、耐腐蚀、可焊接、易成型、价格适中，一直是电子封装领域的基础材料之一。

氮化铝具有高热导率(320W/m·K)，低线膨胀系数(4.84×10^-6/K)和极小的密度(3.26g/cm³)，因此，对于铜及其合金而言，AlN颗粒无疑是一种理想的增强体，可以很好地弥补基体的性能缺陷。然而，AlN与铜之间的润湿性差，采用常规的粉末冶金的方式制备的材料难以获得高的致密度，大量孔隙的存在导致实际制备的AlN/Cu基复合材料导热性能偏低，且复合材料的机械强度提升有限。

铜基复合材料常采用铜或铜合金粉体作为原料，最终制得的材料由硬质颗粒和铜/铜合金基体组成，铜/铜合金基体在高温条件容易发生软化，尤其是在高温和高载荷条件下，承载能力明显降低，强度和耐热性不足，在高温下容易软化变形。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中铜/铜合金基体在高温条件容易发生软化，尤其是在高温和高载荷条件下，承载能力明显降低，强度和耐热性不足，在高温下容易软化变形缺陷，从而提供一种AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料及其制备方法。

为此，本发明提供了以下技术方案，

本发明提供了一种AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤，

将镀铜AlN颗粒、纳米级Cu₂O颗粒球磨混合，与Cu-Al合金粉、微米级Cu₂O粉混合，得到混合粉体，然后进行压坯，预烧，复压复烧，得到AlN和Al₂O₃混杂增强铜基复合材料。

可选的，满足以下(1)-(8)中的至少一项：

(1)所述压坯的压力为350-600MPa；

(2)所述压坯的时间为30-60s；

(3)所述预烧的温度为868-872℃；

(4)所述预烧的时间为240-540min；

(5)所述复压的压力为450-700MPa；

(6)所述复压的时间为30-60s；

(7)所述复烧的温度为1021-1025℃；