钨铜梯度热沉材料

钨具有高熔点、 高硬度等优良性能，铜具有较好的导热、 导电性能。由钨和铜组成的 W-Cu 复合材料则具有良好的导热性、 导电性和低热膨胀系数。目前， W-Cu 复合材料在大规模集成电路和大功率微波器件中，用作基片、连接件和散热件等电子封装材料和热沉材料。

随着电子元器件大功率化和工作条件更加苛刻，均匀组成的 W-Cu 热沉材料难以满足散热性能方面的要求。因此，开发沿厚度方向组成发生变化的钨铜热沉材料被认为是解决这个问题的有效方法。

钨铜梯度热沉材料设计多采用逆向设计原则，首先确定材料的实际结构和工作条件， 根据这些信息，选择过渡组成的性能及微观结构以及制备和评价方法。确定各层成份之后，根据Kern 混合法则，可以获得各梯度层的理论密度、体积模量、热导率和热膨胀系数.

理想的 钨铜梯度热沉材料是沿厚度方向实现从高钨含量向高铜含量的连续变化。但是连续梯度材料在制备和成分的精确控制方面存在较大的困难。W-Cu 梯度热沉材料的制备方法主要有熔渗法、离子喷涂法与层压粉末冶金法。

熔渗法是使用最多的一种方法。它一般采用分层装入粒度不同的 W 粉压制、 烧结获得孔隙呈梯度分布的多孔体，随后用熔渗铜的方法，获得W-Cu 梯度功能材料。梯度W 骨架是制备 W-Cu梯度功能材料的关键。

等离子喷涂是采用等离子弧发生器将通入喷嘴内的气体加热和电离，形成高温高速等离子射流，熔化和雾化金属或非金属物料，并使其高速喷射到经预处理的工件表面上形成涂层。

层压粉末冶金法是根据W 和Cu具有明显的熔点和电阻率差的特点，在超高压的条件下通电快速压制和烧结，制备出相对密度较高的W-Cu 梯度功能材料。

钨铜梯度热沉材料是梯度功能材料设计思想的应用，由于钨和铜自身的特点，在成分设计、制备、烧结等方面还有很多工作需要完善。开发沿厚度方向组成发生变化的 W-Cu 热沉材料一直是科研工作者追求的目标，尽管目前有些方法可以制备连续的梯度材料，但是远远不够，还需要开发更为先进的制备技术。

• < 前へ
• 次へ >