[发明专利]封装用高硅铝合金结构梯度材料高通量制备装置及方法

摘要

本发明公开了一种封装用高硅铝合金结构梯度材料高通量制备装置及方法，其包括高温上模，用于保持整个模具内部温度平衡和对高硅铝合金雾化粉末提供一定的热源；外模摸具，用于放置制备的梯度高硅铝合金的雾化粉末中的两种或者三种，按照低成分合金粉在外模模具底端，高成分合金粉末在外模模具顶端的顺序依次加入；感应线圈，作为可移动式感应加热元件，为整个制备过程提供热量；梯度工件，用于制备梯度材料；冷却水循环装置，当制备过程中的温度超过设定温度时，通过冷却水循环装置将多余的热量导出；低温下模，与高温上模的温度形成对比，产生温度梯度；热电偶，用于测试温度控制感应加热时间，从而形成温度梯度。本发明制备的合金致密度更高，组织更加细化，合金具有优异的综合性能。

主权项

一种封装用高硅铝合金结构梯度材料高通量制备方法，采用梯度高硅铝合金高通量制备装置来实现，该装置包括：高温上模，用于保持整个模具内部温度平衡和对高硅铝合金雾化粉末提供一定的热源；外模模具，用于放置制备的梯度高硅铝合金的雾化粉末中的两种或者三种，按照低成分合金粉在外模模具底端，高成分合金粉末在外模模具顶端的顺序依次加入；感应线圈，作为可移动式感应加热元件，为整个制备过程提供热量；梯度工件，用于制备梯度材料；冷却水循环装置，当制备过程中的温度超过设定温度时，通过冷却水循环装置将多余的热量导出；低温下模，与高温上模的温度形成对比，产生温度梯度；热电偶，用于测试温度控制感应加热时间，从而形成温度梯度；其特征在于，所述封装用高硅铝合金结构梯度材料高通量制备方法包括以下步骤：步骤一，提供用于制备梯度高硅铝合金的雾化粉末，梯度高硅铝合金的雾化粉末的主要成分按质量百分比计为Al‑50wt.%Si、Al‑20wt.%Si、Al‑12.6wt.%Si；步骤二，选择上述制备的梯度高硅铝合金的雾化粉末两种，按照低成分合金粉在外模模具底端，高成分合金粉末在外模模具顶端的顺序依次加入，不同成分合金粉末的体积百分比为：高成分：低成分=5:1；首先模具底层铺低硅含量的合金粉；模具上端铺高硅含量的合金粉；雾化粉末加入后施加10KN的冷压压力；步骤三，利用感应线圈对冷压后的粉末加热，根据加入合金粉末的成分调整加热温度，Al‑50wt.%Si合金粉末的最高烧结温度为570℃，Al‑20wt.%Si合金粉末的最高烧结温度为520℃，Al‑12.6wt.%Si合金粉末的最高烧结温度为450℃，通过不同位置处热电偶测试温度控制感应加热时间，从而形成温度梯度，达到设定温度后均匀化10min后升压至50KN，烧结；步骤四，在温度梯度下烧结30min，然后控制整个样品低温30min‑1h扩散，冷却，泄压。