界面改性對SiCp/Cu復合材料導熱性能的影響*

劉　猛，白書欣，李　順，趙　恂，熊德贛

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙　410073)

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界面改性對SiCp/Cu復合材料導熱性能的影響*

劉猛，白書欣，李順，趙恂，熊德贛

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙410073)

摘要：采用磁控濺射法結合結晶化熱處理工藝在SiC顆粒表面成功制備了金屬Mo涂層，分析Mo涂層的成分和形貌；采用熱壓燒結工藝制備SiCp/Cu復合材料，重點對比分析Mo界面阻擋層厚度對復合材料導熱性能的影響。結果表明：磁控濺射法能夠在SiC顆粒表面沉積得到Mo 涂層，隨濺射時間的延長，Mo涂層的厚度增加、粗糙度增大，且磁控濺射后SiC顆粒表面直接得到的Mo涂層為非晶態，結晶化熱處理后，變為致密平整的晶態Mo涂層。磁控濺射時間對Mo涂層厚度和復合材料導熱性能影響明顯。隨磁控濺射時間的增加，復合材料的熱導率呈先增后減趨勢。采用磁控濺射9 h鍍Mo改性并經過800 ℃結晶化熱處理的SiC復合粉體在850 ℃下熱壓燒結制備的SiCp/Cu復合材料(VSiC=50%)，其熱導率達到了最高值274.056 W/(m·K)。

關鍵詞：SiCp/Cu復合材料；界面改性；磁控濺射；熱壓燒結；熱導率

SiC顆粒具有熱導率較高、熱膨脹系數低、硬度高及耐磨性能好等一系列特性，是金屬基復合材料中一種重要的增強相。純Cu具有比純Al更高的熱導率(室溫時分別為401 W/(m·K)和237 W/(m·K))、熔點(分別為1357.6 K和933.25 K)和更低的熱膨脹系數(分別為16.5×10-6/K和23.03×10-6/K)[1-2]。因此，SiC顆粒增強Cu基復合材料(SiCp/Cu)能夠將Cu基體的高熱傳導性與SiC增強相的低熱膨脹系數結合起來，并且容易通過控制SiC的體積分數、粒徑和材料的制備工藝等實現復合材料熱物理性能的設計，此外它與Cu/Ag基釬料有很好的相容性，是一種具有很好的應用前景的電子封裝材料[3-4]。……