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低铜含量Mo-Cu合金具有热膨胀系数小、导电导热性能好、无磁性、低密度和耐高温等优点,作为电子封装、热沉材料、连接件和散热元件等电子封装领域有着广泛的应用。本文主要利用机械合金化方法制备Mo-Cu复合粉末,采用氢气气氛烧结、活化烧结和放电等离子烧结(SPS)制备了致密的Mo-18Cu合金。系统研究了粉末球磨工艺及烧结工艺对Mo-18Cu合金组织和性能的影响,最终获得综合性能良好的Mo-18Cu合金。主要研究结果如下:1.复合粉末球磨60小时后粉末平均粒径达到1.25μm,粉末均匀细小,大部分Cu偏聚在Mo所提供的大量的晶界处,形成亚互溶状态固溶体。2. Mo-18Cu合金在H2气氛中烧结,其最佳烧结工艺为烧结温度1350oC和保温时间2小时。合金的致密度达到98%,抗弯强度和硬度分别为581MPa和64HRA,电阻率为6.8×10-8Ωm,热导率为160 W·m-1·K-1,热膨胀系数在400oC~600oC趋于稳定值7.2×10-6k-1。合金断口形貌为网状,材料组织均匀致密,晶粒大小约为2.5μm,断裂主要是以脆性断裂与韧性断裂共存的形式存在。3.添加活化元素Ni、Co和Fe有利于提高Mo-18Cu合金的致密度和力学性能,降低烧结温度,但合金的导电和导热性能有所下降。分别添加三种不同活化元素进行实验,其质量百分比分别为1.0wt%、1.5wt%、2.0wt%和2.5wt%。通过对试样的性能检测和组织分析,得出含Ni1.5wt%的Mo-18Cu合金在1250oC烧结2小时,合金具有良好的综合性能,其致密度达到99.3%,抗弯强度和硬度分别为1058MPa和78HRA,电阻率为1.25×10-7Ωm,热导率为145 W·m-1·K-1,在温度为100oC时,Mo-Cu合金的热膨胀系数为5.6×10-6K-1,随着温度的上升,合金的热膨胀系数不断增加,含Ni1.5wt%Mo-18Cu合金热膨胀系数与95Al2O3陶瓷相近。活化烧结制备Mo-18Cu合金的烧结温度比气氛烧结降低了100oC。Ni1.5wt% Mo-18Cu合金断口形貌比气氛烧制备的Mo-18Cu合金更均匀致密,晶粒大小约为2.0μm。Co和Fe的活化效果相对较差,含Co和Fe的Mo-18Cu合金具有较差的综合性能。4.利用放电等离子烧结在较低烧结温度和较短时间内制备了高密度Mo-18Cu合金,其烧结温度为1200oC,保温时间10mins,合金的致密度高达99.5%,抗弯强度和硬度分别为965MPa和80HRA,电阻率为5.5×10-8?m,热导率为175 W·m-1·K-1,合金的热膨胀系数在400oC~600oC约为7.38×10-6K-1,与合金的理论热膨胀系数7.43×10-6K-1相近。Mo-18Cu合金组织均匀细小,晶粒大小约为1.5μm。通过对比制备Mo-18Cu合金的致密度,力学性能、物理性能及断口组织,采用SPS技术制备Mo-18Cu合金明显优于其他烧结方法。