[发明专利]一种金刚石/硅复合材料的制备方法

摘要

一种金刚石/硅复合材料的制备方法，属于金刚石/硅复合材料领域。本发明在真空条件下，采用硅蒸汽气相渗透的方法制备金刚石/硅的复合材料。首先，将适当比例的金刚石颗粒，硅粉和粘结剂混合，采用有机溶剂进行润湿，然后通过混料机混合，制备原始的混合粉料，然后将混合粉料在压机上预压成型，制备多孔的预制坯，接着在管式炉中进行脱脂，随后将经过脱脂的预制坯在真空熔渗炉中进行硅蒸汽的气相渗透，实现多孔预制坯的致密化，最终得到具有良好导热性能的金刚石/硅复合材料。本发明工艺操作简单，效率高，得到的复合材料，致密度达到99％以上，热导率为200～500W/(m·K)，热膨胀系数为1.5～4.5×10‑6，产品的强度硬度高，有利于实现金刚石/硅复合材料的产业化。

主权项

一种金刚石/硅复合材料的制备方法，其特征在于采用硅粉作为浸渗剂，在真空条件下，将硅粉加热到1420℃以上；具体操作过程是：将粘结剂用有机溶剂加热溶解，再将硅粉加入其中并搅拌均匀，接着加入金刚石粉搅拌至糊状，然后将混合物放入球磨罐中，加入磨球，在混料机上搅拌均匀；经过搅拌后的混合粉料用有机溶剂清洗，并经过烘干、破碎、过筛的工艺，得到颗粒均匀的混合原料；然后取适量的混合原料装入模具中，在压机上压制得到多孔预制坯，然后将预制坯在管式炉中进行脱脂，使粘结剂完全分解，得到脱脂坯；然后将真空熔渗炉的石墨容器中装入硅粉，将脱脂坯悬挂固定在硅粉的上方，最后对熔渗炉抽真空，并升高温度，进行硅蒸汽气相渗透；渗透过程完成后试样随炉冷却，最后取出样品，得到致密的金刚石/硅复合材料，其中金刚石粉，硅粉和粘结剂的重量百分数为：10％～80％，10％～70％，10％～40％。