天津鋁碳化硅發(fā)展現(xiàn)狀

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-01-06

隨著AlSiC復(fù)合材料在航空航天、汽車、***、電子、體育用具等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對其制品的加工精和表面質(zhì)量的要求也越來越高,采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法或單一的特種加工方法,都難以實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的加工要求。這就要求在對AlSiC復(fù)合材料的機(jī)械切削加工、激光加工、超聲加工和電火花加工的加工工藝、加工機(jī)理進(jìn)行研究的同時(shí),更多地注重研究復(fù)合加工技術(shù),尤其是超聲加工與機(jī)械切削加工、電解加工、電火花加工相配合的復(fù)合加工技術(shù)的研究工作。鋁碳化硅可替代鋁、銅、銅鎢、銅鉬等應(yīng)用于高功率封裝領(lǐng)域。天津鋁碳化硅發(fā)展現(xiàn)狀

2、高體分鋁碳化硅的主要應(yīng)用領(lǐng)域——電子封裝:高體分鋁碳化硅為第三代半導(dǎo)體封裝材料,已率先實(shí)現(xiàn)電子封裝材料的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,滿足半導(dǎo)體芯片集成度沿摩爾定律提高導(dǎo)致芯片發(fā)熱量急劇升高、使用壽命下降以及電子封裝的“輕薄微小”的發(fā)展需求。尤其在航空航天、微波集成電路、功率模塊、***射頻系統(tǒng)芯片等封裝方面作用極為凸顯,成為封裝材料應(yīng)用開發(fā)的重要趨勢。

(1)、封裝類AlSiC特性:封裝材料用作支撐和保護(hù)半導(dǎo)體芯片的金屬底座與外殼,混合集成電路HIC的基片、底板、外殼,構(gòu)成導(dǎo)熱性能比較好,總耗散功率提高到數(shù)十瓦,全氣密封性,堅(jiān)固牢靠的封裝結(jié)構(gòu),為芯片、HIC提供一個(gè)高可靠穩(wěn)定的工作環(huán)境,具體材料性能是個(gè)優(yōu)先關(guān)鍵問題。常用于封裝的電子金屬材料的主要特性如下表所示,可見封裝類鋁碳化硅綜合性能***優(yōu)于其他材料。 天津多功能鋁碳化硅原料高體分鋁碳化硅用于光學(xué)遙感衛(wèi)星光學(xué)反射鏡中。

(3)、激光加工:目前國內(nèi)外學(xué)者對鋁基復(fù)合材料激光加工技術(shù)的研究主要集中在打孔、切割、劃線和型腔加工等方面。用自行研制的機(jī)械斬光盤調(diào)脈沖激光器切割試驗(yàn)表明,在高峰值能量、短脈沖寬度、高脈沖頻率和適當(dāng)?shù)钠骄β蕳l件下,采用高速多次重復(fù)走刀切割工藝,可以得到無裂紋的精細(xì)切口。有研究采用氧氣作輔助氣體,用800W的連續(xù)波CO2激光在厚度13.5mm的復(fù)合材料上加工出了直徑0.72mm的無損傷深孔,深徑比達(dá)18.75。有研究提出了基于裂紋加工單元的激光銑削方法,他們采用激光對復(fù)合材料進(jìn)行了基于裂紋加工單元的激光銑削加工,并在零件上加工出了形狀較復(fù)雜的型腔。研究結(jié)果表明,采用該方法進(jìn)行激光銑削所需要的功率比通常的方法低。

鋁碳化硅是目前金屬基復(fù)合材料中**常見、**重要的材料之一。鋁碳化硅是一種顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料,采用Al合金作基體,按設(shè)計(jì)要求,以一定形式、比例和分布狀態(tài),用SiC顆粒作增強(qiáng)體,構(gòu)成有明顯界面的多組相復(fù)合材料,兼具單一金屬不具備的綜合優(yōu)越性能。鋁碳化硅研發(fā)較早,理論描述較為完善,其主要分類一般按照碳化硅體積含量可分為高體分鋁碳化硅(SiC體積比55%-75%)、中體分鋁碳化硅(SiC體積比35%-55%)、低體分鋁碳化硅(SiC體積比5%-35%)。高體分鋁碳化硅用于**慣性導(dǎo)航臺(tái)體中。

3)、增強(qiáng)體SiC在基體中均勻分布的問題:按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求,使增強(qiáng)材料SiC均勻地分布于基體中也是鋁碳化硅材料制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其是在低體份鋁碳化硅攪拌法、真空壓力浸滲法、粉末冶金法中,SiC顆粒的團(tuán)聚,以及不同尺寸SiC顆粒均勻分布為一項(xiàng)難點(diǎn)。該問題主要解決方法:①、對增強(qiáng)體SiC進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?,使其浸漬基體速度加快;②、加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪馗纳苹w的分散性;③、施加適當(dāng)?shù)膲毫?,使其分散性增大;④、施加外?磁場,超聲場等)。高體分鋁碳化硅目前已應(yīng)用于光學(xué)反射鏡、空間掃描機(jī)構(gòu)主框架及光學(xué)平臺(tái)、衛(wèi)星箱體及蓋板、散熱基板領(lǐng)域。上海有什么鋁碳化硅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

杭州陶飛侖可根據(jù)客戶產(chǎn)品技術(shù)要求定制化制備滿足客戶要求的鋁碳化硅產(chǎn)品。天津鋁碳化硅發(fā)展現(xiàn)狀

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(yù)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(hào)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(biāo)(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(biāo),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(jí)**I-250鈹材。天津鋁碳化硅發(fā)展現(xiàn)狀

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