湖北優(yōu)勢鋁碳化硅產(chǎn)業(yè)

來源: 發(fā)布時間:2021-11-24

SiC顆粒與Al有良好的界面接合強度,復(fù)合后的CTE隨SiC含量的變化可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié), 由此決定了產(chǎn)品的競爭力,相繼開發(fā)出多種制備方法。用于封裝AlSiC的預(yù)制件的SiC顆粒大小多在1 um-80um范圍選擇,要求具有低密度、低CTE、 高彈性模量等特點,其熱導(dǎo)率因純度和制作制作方法的差異在80W ( m·K ) -280W ( m·K )之間變化?;w是強度的主要承載體,一般選用6061、 6063、2124、A356等**度Al合金,與SiC按一定比例和不同工藝結(jié)合成AlSiC,解決SiC與Al潤濕性差,高SiC含量難于機加工成形等問題,成為理想的封裝材料。鋁碳化硅可有效防止大功率元器件熱失效問題。湖北優(yōu)勢鋁碳化硅產(chǎn)業(yè)

中體分鋁碳化硅的功能化特性比較突出,即不僅具有比鋁合金和鈦合金高出一倍的比剛度,還有著與鈹材及鋼材接近的低膨脹系數(shù)和優(yōu)于鈹材的尺寸穩(wěn)定性。因此,其可替代鈹材用作慣性導(dǎo)航系統(tǒng)器件,被譽為“第三代航空航天慣性器件材料”。其已被正式用于美國某型號慣性環(huán)形激光陀螺制導(dǎo)系統(tǒng),并已形成美國的國軍標(MIL-M-46196)。此外,還替代鈹材被成功地用于三叉戟導(dǎo)彈的慣性導(dǎo)航向地球及其慣性測量單元(IMU)的檢查口蓋,并取得比鈹材的成本低三分之二的效果。微屈服(MYS)是表征材料尺寸穩(wěn)定性的主要指標,而該種復(fù)合材料的微屈服度為118MPa,該值是國產(chǎn)真空熱壓鈹材的5倍,且已超過美國布拉什公司研制的高尺寸穩(wěn)定性新型光學(xué)儀表級**I-250鈹材。上海鋁碳化硅生產(chǎn)廠家高體分鋁碳化硅生產(chǎn)工藝流程多采用真空壓力浸滲法。

AlSiC的典型熱膨脹系數(shù)為(6~9)X10-6/K,參考芯片的6X 10-6/K,如果再加上芯片下面焊接的陶瓷覆銅板,那么三倍的差異就從本質(zhì)上消除了。同時AlSiC材質(zhì)的熱導(dǎo)率可高達(180~240)W/mK(25℃),比鋁合金熱導(dǎo)率還高50%。英飛凌試驗證明,采用AlSiC材料制作的IGBT基板,經(jīng)過上萬次熱循環(huán),模塊工作良好如初,焊層完好。

AlSiC材料很輕,只有銅材的1/3,和鋁差不多,但抗彎強度(>300MPa)卻和鋼材一樣好。這使其在抗震性能方面表現(xiàn)***,超過銅基板。因此,在高功率電子封裝方面,AlSiC材料以其獨特的高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)和抗彎強度的結(jié)合優(yōu)勢成為不可替代的材質(zhì)。

中體分鋁碳化硅(SiC體積比35%-55%):1、性能優(yōu)勢及應(yīng)用方向:(1)、高微屈服強度:(35%~55%)光學(xué)儀表級鋁碳化硅的微屈強度服度可達(110~120)MPa水平,是國產(chǎn)真空熱壓鈹材的5倍,且無毒,可確保慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中陀螺儀有效屏蔽小幅震動,保證穩(wěn)定性。(2)、高比強度、高比剛度:(35%~55%)光學(xué)儀表級鋁碳化硅的高比強度特性可以降低結(jié)構(gòu)件質(zhì)量,實現(xiàn)武器裝備的輕量化,高比剛度可保證零件的面型(如反射鏡鏡面)精度。(3)、低膨脹系數(shù):(35%~55%)光學(xué)儀表級鋁碳化硅具有低熱膨脹系數(shù)(9~11)×10-6/K,可以保證結(jié)構(gòu)件在較大溫差變化的情況下仍保持穩(wěn)定的尺寸。(4)、高導(dǎo)熱性:(35%~55%)光學(xué)儀表級鋁碳化硅具有高導(dǎo)熱性率({120-180}W/m·K),可快速散熱,可避免零件過熱對機能的降低。(5)、主要應(yīng)用方向及**零件:可應(yīng)用于航空航天及**行業(yè)中的光學(xué)反射鏡、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)零件,可替代鈹材、微晶玻璃、石英玻璃等。鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于PW4000發(fā)動機風扇出口導(dǎo)葉。

真空壓力浸滲法

工藝流程;多孔SiC陶瓷制備—模具裝配—盛鋁坩堝裝爐—抽真空、升溫、浸滲—工裝拆解—鋁碳化硅熱處理—機加(—表面處理)

工藝設(shè)備:真空壓力浸滲爐

工藝優(yōu)勢:1、可實現(xiàn)近凈成型加工,尤其是復(fù)雜的零件;2、組織致密度高,材料性能好;3、相對于粉末冶金,其工藝過程易于控制。

工藝不足:1、對成型設(shè)備要求高;2、受限于設(shè)備尺寸,制造大尺寸零件困難;3、組織易粗大。

適應(yīng)性:高體分鋁碳化硅、中體分鋁碳化硅的應(yīng)用。 杭州陶飛侖是專業(yè)從事金屬陶瓷復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售一體型新材料公司。河南標準鋁碳化硅銷售公司

因鋁碳化硅具有輕量化、高剛度、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的特點,在航空、航天領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。湖北優(yōu)勢鋁碳化硅產(chǎn)業(yè)

熔滲法是AlSiC制備的關(guān)鍵,一般分為有壓力滲透和無壓力滲透,前者根據(jù)生產(chǎn)過程中壓力施加的大小、方式的不同,又分為擠壓熔滲、氣壓壓力熔滲、離心熔滲鑄造法等,主要特點是需要真空和高壓設(shè)備,滲透時間較短,有效控制Al與SiC的界面反應(yīng),同時與精度的模具相配套,獲得實用性發(fā)展。后者是將Al合金錠放置在SiC預(yù)制件上,在合金熔點以上保溫,Al合金液依托毛細管力的作用自發(fā)滲入預(yù)制件中,所需設(shè)備簡單,易于低成本制備,但產(chǎn)品的機械性能與熱性能略低,對基體合金的成分有較為嚴格的要求,浸透需要在保護氣氛中進行。粉末冶金法對SiC體積分數(shù)可在15% ~ 75%之間調(diào)節(jié),SiC承載量大,但較難實現(xiàn)材料的一次成形。湖北優(yōu)勢鋁碳化硅產(chǎn)業(yè)

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