Please wait a minute...
 
材料工程  2014, Vol. 0 Issue (8): 61-66    DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2014.08.012
  测试与表征 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
界面设计对Sip/Al复合材料组织和性能的影响
刘猛, 白书欣, 李顺, 赵恂, 熊德赣
国防科学技术大学 材料科学与工程系, 长沙 410073
Effects of Interface Design on Microstructure and Properties of Sip/Al Composites
LIU Meng, BAI Shu-xin, LI Shun, ZHAO Xun, XIONG De-gan
Department of Materials Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
全文: PDF(2647 KB)   HTML()
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 采用真空气压浸渗方法制备Sip/Al复合材料,研究硅颗粒表面炭化和氮化处理对Sip/Al复合材料组织结构和性能的影响。结果表明:炭化和氮化处理可在硅颗粒表面生成炭化硅层和氮化硅层,能有效地阻止高温制备时铝对硅的溶解,提高复合材料的性能。经1300℃炭化处理2h后制得的体积分数为50%的Sip/Al复合材料,其热导率达139.98W·(m·K)-1,相比未作处理的提高约30%;经1200℃氮化处理2h后制得的体积分数为50%的Sip/Al复合材料,其热导率为128.80W·(m·K)-1,相比未作处理的提高约20%。
服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
刘猛
白书欣
李顺
赵恂
熊德赣
关键词 Sip/Al复合材料界面设计微观组织热导率    
Abstract:Sip/Al composites were prepared by vacuum pressure impregnation method,and the effects of carbonization and nitrogenization of Si on the microstructure and properties of Sip/Al composites were studied. The results show that silicon carbide and silicon nitride layers come into being on the silicon particles during the carbonization and nitrogenization process, which can prevent Si from being dissolved by aluminum at high temperature and improve the performance of composites. As a result, marked improvements in thermo-physical properties of the Sip/Al composites are achieved. Enhancing thermal conductivity about 139.98W·(m·K)-1 and 128.80W·(m·K)-1 are gained after the carbonization of Si at 1300℃ and nitrogenization of Si at 1200℃ for two hours, respectively, which are about 30% percent and 20% percent higher than that of Sip/Al composites without carbonization and nitrogenization.
Key wordsSip/Al composite    interface design    microstructure    thermal conductivity
收稿日期: 2012-07-24      出版日期: 2014-08-20
中图分类号:  TB333  
通讯作者: 白书欣(1964-),男,教授,研究方向:电子信息功能材料、耐高温结构材料,联系地址:湖南省长沙市开福区国防科学技术大学一院五系501教研室(410073),E-mail:shuxinbai@hotmail.com     E-mail: shuxinbai@hotmail.com
引用本文:   
刘猛, 白书欣, 李顺, 赵恂, 熊德赣. 界面设计对Sip/Al复合材料组织和性能的影响[J]. 材料工程, 2014, 0(8): 61-66.
LIU Meng, BAI Shu-xin, LI Shun, ZHAO Xun, XIONG De-gan. Effects of Interface Design on Microstructure and Properties of Sip/Al Composites. Journal of Materials Engineering, 2014, 0(8): 61-66.
链接本文:  
http://jme.biam.ac.cn/CN/10.11868/j.issn.1001-4381.2014.08.012      或      http://jme.biam.ac.cn/CN/Y2014/V0/I8/61
[1] JACOBSON D M. Light weight electronic packaging technology based on spray formed Si-Al[J]. Powder Metal,2000,43(3):200-202.
[2] BAE J W, KIM K, PARK S W. Advanced under fill for high thermal reliability[J]. Journal of Applied Polymer Science,2002,83(12):2617-2624.
[3] 杨伏良, 易丹青. 高硅铝合金粉末的高温空气氧化预处理工艺[J]. 中国有色金属学报,2007,17(7):1166-1171.YANG Fu-liang, YI Dan-qing. Pretreatment technology of high-silicon aluminum alloy powder in high temperature atmosphere oxidation[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2007,17(7):1166-1171.
[4] 张永安,刘红伟,朱宝宏,等.新型60Si40Al合金封装材料的喷射成型制备[J].中国有色金属学报,2004,14(1):23-27.ZHANG Yong-an, LIU Hong-wei,ZHU Bao-hong, et al. Novel 60Si40Al alloy packaging material by spray forming process[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2004,14(1):23-27.
[5] 蔡杨,郑子樵,李世晨.轻质Si-Al电子封装材料制备工艺的研究[J].粉末冶金技术,2004,22(3):168-172.CAI Yang, ZHENG Zi-qiao, LI Shi-chen. The technique and mechanism to fabricate lightweight Si-Al composites for electronic packaging[J]. Powder Metallurgy Technology,2004,22(3):168-172.
[6] 武高辉, 修子杨. 低膨胀Si/LD11复合材料制备及其性能研究. 第十三届全国复合材料学术会议论文集. 北京:航空工业出版社,2004.648-653.WU G H,XIU Z Y.Study on the fabrication and property of low expansion Si/LD11 composites.Thirteenth National Conference of Composite Materials.Beijing:Aviation Industry Press,2004.648-653.
[7] 张其国, 顾明元. Al/Si电子封装材料的制备及性能研究[D].上海:上海交通大学,2006.ZHANG Q G,GU M Y.Studies on the Fabrication and Properties of Electronic Packaging Materials-Al/Si[D].Shanghai:Shanghai Jiao Tong University,2006.
[8] 熊德赣, 刘希从, 白书欣, 等. AlSiC电子封装基片的制备与性能[J].中国有色金属学报,2006,16(11):1914-1917.XIONG De-gan, LIU Xi-cong, BAI Shu-xin, et al. Fabrication and property of aluminum silicon carbide electronic packaging baseplates[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2006,16(11):1914-1917.
[9] HOGG S C, LAMBOURNE A, GRANT P S. Microstructural characterisation of spray formed Si-30Al for thermal management application[J]. Scripta Materialia,2006,55(2):111-114.
[10] 王小锋, 武高辉, 修子杨. Si/Al复合材料中界面和硅相形貌的演变[J]. 中国有色金属学报,2009,19(3):477-483. WANG Xiao-feng, WU Gao-hui, XIU Zi-yang. The evolution of the interface and silicon phase morphology in Si/Al composites[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2009,19(3): 477-483.
[11] 黄强. 高体积分数铝基复合材料的制备及性能研究[D]. 上海:上海交通大学,2002. HUANG Q.Study on Synthesis and Properties of High Volume Fraction of Aluminum Matrix Composites[D].Shanghai:Shanghai Jiao Tong University,2002.
[12] 钟涛兴, 吉元, 李英. 压渗SiCp/Al电子封装复合材料的研究[J]. 铸造技术,1997,(6):42-43. ZHONG Tao-xing, JI Yuan, LI Ying. Sturdy on pressure infiltration SiCp/Al composites for electronic packaging[J].Foundry Technology,1997,(6):42-43.
[13] TIAN Jin-tao, ELADIO PINERO. Effects of temperature on pressure infiltration of liquid Al and Al-12wt.%Si alloy into packed SiC particles[J]. Scripta Materialia,2005,53(12):1483-1488.
[14] LAI S W, CHUNG D L. Fabrication of particulate aluminum-matrix composites by liquid metal infiltration[J]. Materials Science,1994,29:3128-3150.
[15] 师昌绪, 李恒德, 周康. 材料科学与工程手册[M]. 北京:化学工业出版社,2004. SHI C X,LI H D,ZHOU K.Materials Science and Engineering Handbook[M].Beijing:Chemical Industry Press,2004.
[16] 钟涛兴, 吉元, 李英. SiCp/Cu复合材料的热膨胀性和导热性[J]. 北京工业大学学报,1998,16(9):34-37. ZHONG Tao-xing, JI Yuan, LI Ying. The thermal expansion and the thermal conductivity of SiCp/Cu composite[J]. Journal of Beijing University of Technology,1998,16(9):34-37.
[17] 于家康,梁建芳,王涛. 高导热金属基复合材料的热物理性能[J]. 功能材料, 2004,35(增刊):1668-1670. YU Jia-kang,LIANG Jian-fang,WANG Tao. The thermal physical properties of high thermal conductivity metal matrix composite[J]. Journal of Functional Materials,2004,35(suppl):1668-1670.
[1] 王彦菊, 姜嘉赢, 沙爱学, 李兴无. 新型高温合金材料建模及涡轮盘成形工艺模拟[J]. 材料工程, 2020, 48(7): 127-132.
[2] 赵强, 祝文卉, 邵天巍, 帅焱林, 刘佳涛, 王冉, 张利, 梁晓波. Ti-22Al-25Nb合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能[J]. 材料工程, 2020, 48(6): 140-147.
[3] 白明洁, 刘金龙, 齐志娜, 何江, 魏俊俊, 苗建印, 李成明. 石墨烯纳米流体研究进展[J]. 材料工程, 2020, 48(4): 46-59.
[4] 林盼盼, 马典, 李昊岳, 王子鸣, 何鹏, 林铁松, 龙伟民. AlNP/Al复合材料与6061Al低温连接组织演变机理及力学性能[J]. 材料工程, 2020, 48(10): 133-140.
[5] 代晓腾, 马鸣龙, 张奎, 李永军, 袁家伟, 刘小稻, 王胜青. Ce对铸态Mg-6Zn合金组织与导热性能的影响[J]. 材料工程, 2020, 48(1): 92-97.
[6] 陈航, 弭光宝, 李培杰, 王旭东, 黄旭, 曹春晓. 氧化石墨烯对600℃高温钛合金微观组织和力学性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(9): 38-45.
[7] 徐斌, 陈程华, 张彩霞, 鲁聪达, 倪忠进. 热分解法制备Cu空心微球及其光热转换性能[J]. 材料工程, 2019, 47(7): 57-63.
[8] 欧阳佩旋, 弭光宝, 李培杰, 何良菊, 曹京霞, 黄旭. NiCrAl/YSZ/NiCrAl-B.e复合涂层对α+β型高温钛合金燃烧产物的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(5): 43-52.
[9] 薛子明, 雷卫宁, 王云强, 钱海峰, 李奇林. 超临界条件下脉冲占空比对石墨烯复合镀层微观结构和性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(5): 53-62.
[10] 闫钊鸣, 张治民, 杜玥, 张冠世, 任璐英. 均匀化处理对Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr镁合金组织和力学性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(5): 93-99.
[11] 唐文珅, 杨新岐, 李胜利, 李会军. 焊接参数对铁素体不锈钢搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(5): 115-121.
[12] 黄利, 黄光杰, 吴晓东, 曹玲飞, 李佳. 预处理工艺对双辊铸轧3003铝合金再结晶行为的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(4): 135-142.
[13] 臧金鑫, 陈军洲, 伊琳娜, 汝继刚. 时效工艺对2124铝合金厚板组织与性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(12): 98-103.
[14] 王盈辉, 王快社, 王文, 彭湃, 车倩颖, 乔柯. 转速对铝铜异种材料水下搅拌摩擦焊接接头组织与性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(11): 155-162.
[15] 李子夫, 邓运来, 张臻, 孙琳, 张议丹, 孙泉. 挤压比对Al-0.68Mg-0.60Si合金组织和性能的影响[J]. 材料工程, 2019, 47(10): 60-67.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
版权所有 © 2015《材料工程》编辑部
地址:北京81信箱44分箱 邮政编码: 100095
电话:010-62496276 E-mail:matereng@biam.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持:support@magtech.com.cn