[发明专利]一种制备二维散热用取向增强Cu复合材料的方法

摘要

一种制备二维散热用鳞片状石墨与金刚石颗粒取向增强铜基复合材料的方法，属于金属基复合材料研究领域。鳞片状石墨具有优异的二维散热性能，金刚石颗粒也具有高的导热率，将二者混合并使得石墨片在X-Y平面取向排列后，再与铜进行熔渗复合可以制备出在X-Y平面具有高导热率的（鳞片状石墨+金刚石颗粒）/Cu复合材料。本发明还在混合鳞片状石墨与金刚石颗粒过程中加入一定粒度和含量的Cr粉末，Cr粉末在后期Cu的熔渗过程中能够固熔到Cu液中，同时富集在金刚石颗粒和石墨片的表面并与金刚石颗粒和石墨片发生界面反应，使得界面由原来的机械结合变为化学冶金结合，从而大大降低界面热阻。本发明所制备的复合材料导热率在X-Y平面导热率超过650W/mK，Z平面导热率超过200W/mK。

主权项

一种制备二维散热用取向增强Cu复合材料的方法，其特征在于：将一定比例和粒度的鳞片状石墨与金刚石颗粒、Cr粉末混合后再与具有流动性的成形剂充分混合，压制成形，压制过程中石墨片完成取向排列，得到含有成形剂的预成形毛坯，然后将成形剂脱除，并进行预烧结，得到近全开孔、鳞片状石墨充分取向排列、具有一定强度的预成形坯体；将多孔坯体置于熔渗模具中，进行预热，然后再通过加压熔渗工艺将熔融态的Cu与坯体进行复合，最终得到鳞片状石墨+金刚石取向增强的Cu基复合材料；其中鳞片状石墨的质量与金刚石颗粒的质量和Cr粉末质量比例控制在（60‑65）%：（30‑35）%：（5‑10）%范围内，鳞片状石墨的的平均粒径为200～300μm，平均长径比50～100，平均厚度3～5μm；金刚石颗粒的粒径为10‑15μm；Cr粉末粒度为15‑20μm。