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近年来,随着科学技术的发展,微电子行业中电子产品不断向高度集成化、小型化方向发展,导致电路板单位面积的产热量急剧升高,这对电子封装材料的性能提出了更为严苛的要求。纯Cu的导热和导电性能优异,但其热膨胀系数很高。由于因瓦效应的影响Invar合金具有极低的热膨胀系数,但其导热性能较差。因此研究者们一直致力于开发出一种有效的合金制备手段将Cu与Invar合金进行复合,从而制备出低膨胀高导热的Cu-Invar复合材料。本研究基于本课题组建立的两相分离型Cu基合金的热力学数据库,利用相图计算方法(CALPHAD)进行合金的成分设计,分别采用真空电弧熔炼法、超音雾化法结合热压烧结、放电等离子快速烧结(SPS)技术制备低膨胀Cu-Invar合金,并对其显微组织、热膨胀系数、热导率等展开了系统的研究。其主要研究内容如下:(1)本研究利用CALPHAD方法和真空电弧熔炼技术,设计并制备了Cux(Fe0.64Ni0.32Coo.04)100-x(x=30,45,60,wt.%)系列合金。实验研究了该系列合金在不同热处理工艺时的显微组织,热导率以及热膨胀系数。研究结果表明:Cu-Fe64Ni32Co4系列合金在600 ℃和800 ℃时效处理后均为Fcc富铜相和Fcc富因瓦(铁镍钴)相组成的各向同性的多晶合金。该系列合金在1000 ℃淬火并在600℃时效处理50 h后,其热膨胀系数明显减小;热导率得到一定的提升;改变Cu的含量,可以有效调控合金的热膨胀系数、热导率等性能。(2)采用超音雾化技术制备了 Cu/Fe37Co54Cr9基复合粉体,该粉体组织具有典型的液相两相分离特征,分别为Fcc富铜相与Fcc富因瓦(铁钴铬)相;Cu/Fe37Co54Cr9基复合粉通过热压烧结法以及SPS法可获得组织均匀、致密度达97%以上的复合粉烧结体材料;退火处理后,复合粉烧结体材料的热膨胀系数有所减低,热导率得到明显提升。