[发明专利]超高导热、表面可加工金刚石‑Al复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种超高导热、表面可加工金刚石‑Al复合材料的制备方法，具体步骤是在石墨模具中自下而上依次放置纯Al片、金刚石颗粒、Al‑Si合金片、金刚石颗粒、纯Al片，对层叠体系进行冷压，之后放入放电等离子烧结炉(SPS)加温加压处理，使Al‑Si合金片熔融并渗入金刚石颗粒间隙，获得三明治结构金刚石‑Al复合材料。对该复合材料的表面铝层进行磨削、机械抛光或电解抛光加工，获得平整光滑表面。表面无镀层；Al‑Si合金相对于金刚石颗粒间隙体积稍过量；纯铝片厚度为2‑3mm。本发明的优点在于，结合了SPS与熔渗工艺的优点，能高效制备出超高热导率、表面可加工的金刚石‑Al复合材料，满足电子封装材料表面平整度与粗糙度的要求。

主权项

一种超高导热、表面可加工金刚石‑Al复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：第一步：在石墨模具中自下而上依次放入一片第二纯Al片(10)，一层平整且厚度为h的第二金刚石颗粒层(9)，一片厚度为H的Al‑Si合金片(8)，一层平整且厚度为h的第一金刚石颗粒层(7)，一片第一纯Al片(6)，形成“纯Al片‑金刚石颗粒层‑Al‑Si合金片‑金刚石颗粒层‑纯Al片”的五层结构；第二步：对形成的五层结构进行冷压，压力为15‑20MPa，使各层结构紧密接触；第三步：将设有溢流槽(2)的上压头(1)装入石墨模具中，将组合好的模具放入放电等离子烧结炉；第四步：对五层结构进行加温加压处理：真空度为5‑10Pa，以50‑100℃/min从室温升温到580℃‑620℃，保温时间为10‑30min，施加压力为10‑20MPa；Al‑Si合金片在温度和压力的作用下逐步熔融，并浸入金刚石颗粒间隙，同时两层金刚石颗粒相互紧密接触形成一个整体，而多余的合金熔体通过上层铝片与模具的间隙进入溢流槽；试样冷却后，得到表面可加工的三明治结构金刚石‑Al复合材料。