Al-50%Si合金较低的密度、较高的导热性和低的热膨胀系数,使其在电子封装材料领域具有广泛地应用前景。熔炼铸造法制备Al-50%Si合金具有成本低、工艺简单的特点,但常规的熔炼铸造法制备的合金显微组织粗大、致密度较低。本文引入梯度压力成形工艺,并结合磷变质、外加合金粉细化组织等方法,实现了Al-50%Si合金组织的细化和致密化。通过OM、SEM、BSE、XRD等方法分析了细化并致密化后合金的显微组织特征,并对其力学性能和物理性能进行了测试。研究中采用上、下两个不同直径的冲头,对半固态的合金液进行挤压成形。采取逐步加压的方式,最终使上冲头比压达到190MPa,下冲头的比压达到315MPa实现了合金梯度压力下的挤压成形。分析表明,梯度压力下成形合金的致密化效果比较理想。另外考虑到固态时,锡在铝和硅中的溶解度近乎于零,且不发生合金化反应,利用其熔点低的特点,使其能够在合金孔隙处最后凝固,由此能够进一步提高合金的致密度。研究了梯度压力下P的加入量对初晶硅的细化效果的影响。结果表明:当加入0.6%P时,初晶硅的细化效果最好。加P变质可以将初晶硅细化到100μm左右。同种合金粉与熔体有较好的润湿性,通过机械搅拌的方法,使合金粉与熔体均匀混合,可以有效细化初晶硅。通过向熔体内添加0.6%P+3%合金粉复合工艺,可以将初晶硅细化到90μm以下。研究了热扩散处理对共晶硅形貌的影响,研究表明:在540℃温度下保温3h,纤维状的共晶硅发生熔断、球化变成球粒状共晶硅,均匀地分布在基体当中。热处理后的合金试样的抗拉强度由热处理前的96.82MPa变为102.96MPa。热处理前合金的断口没有明显的韧窝,为典型的脆性断裂,热处理后,断口出现部分的韧窝,为混合断裂方式。通过对不同工艺条件下成形合金的热膨胀系数的测定,表明致密度对热膨胀系数的影响不大。在25~225℃范围内,梯度压力下挤压成形的合金其热膨胀系数平均值为12.318×10-6/K。梯度压力下挤压成形的合金,在25~230℃温度范围内其热导率处于116.42~140.35W/(m·K)之间,而单冲头挤压成形的合金其热导率处在105.97~127.23W/(m·K)之间。梯度压力挤压后的合金气密性达到了4.7×10-9 Pa·m3/s。