电子封装用粉末冶金材料

本文阐述了电子封装材料的基本要求与状况，对传统封装材料Al2O3、BeO、SiC的制备工艺、性能指标进行了介绍，着重分析了新型电子封装材料A1N、W／Cu、Mo／Cu、SiC／Al的性能特点和粉末冶金制备工艺的最新研究进展。     

Si-Al合金电子封装材料性能及显微组织研究

采用热压烧结法制备了70%Si-Al和90%Si-Al两种合金,测量了两种合金的典型热性能和力学性能,并观察和对比了两种合金的显微组织。结果表明:随着Si含量从70%升高到90%,在各测量温度下,合金材料的线膨胀系数都降低。热压烧结制备的材料Si相细小,致密度高,界面结合力好,热导率高。随着Si相含量的增加,热压的Si-Al合金热导率逐渐降低。烧结的Si-Al合金的抗弯强度和弹性模量随Si相含量的增加逐渐降低,材料的断裂主要以Si相的脆性断裂为主。     

退火工艺对轧制复合CPC电子封装材料性能的影响

研究了不同退火工艺对轧制复合CPC电子封装材料力学性能、物理性能的影响。结果表明退火工艺对复合材料的剪切强度、轧向导电能力和厚度方向导热能力有显著影响。退火工艺为900℃／1．5h时，CPC电子封装材料的综合性能最好。     

钨铜触头材料的热等静压处理

研究了钨铜触头材料的热等静压(HIP)处理。触头材料通过混合、压制、预烧结、熔渗制成。在低于铜的熔点温度和90～100MPa压力下进行HIP。试验结果表明,对于W60Cu40触头材料,HIP后密度由12.7～12.8g/cm_3高到13.2～13.3g/cm_3;硬度由HRB50～70提高到HRB80;抗弯强度由550～750MPa提高到高于1000MPa,电导率可以稳定地达到大于60％IACS。认为钨铜的HIP可以消除工件中的疏松、缩孔和熔渗缺陷,其机制与热等静压铸造合金相似。对于具有连通至表面的上述缺陷,则热等静压无效。试验结果也表明,从提高密度考虑,对于含铜低至20％左右的钨铜材料,HIP也有良好效果。     

电子封装材料及其技术发展状况

从基板、布线、框架、层间介质和密封5个方面对电子封装材料及其性能进行了全面系统的介绍,在电子封装材料的众多领域,金属封装和陶瓷封装被塑料封装所取代。并对近年来电子封装技术的研究发展情况进行了简要介绍。     

粉末粒度对于高温钨渗铜材料骨架性能的影响

高温钨渗铜材料是由高温烧结钨骨架经熔渗金属铜而制成的互不固溶型复合材料 ,钨骨架的连续程度、钨颗粒的连接状态以及孔隙形态和大小等因素将直接影响材料的使用性能。本文从钨粉粒度的角度出发 ,研究其对于钨渗铜材料骨架性能的影响 ,实验表明 ,在相同的烧结制度 (2 2 30℃× 5h)下 ,细颗粒钨粉所得到的骨架密度比中颗粒钨粉所得到的要高 ,但其内部形成大量封闭孔隙 ,使得其连通性能不及中颗粒钨粉所得骨架 ,不利于金属铜的熔渗 ;对于相近骨架密度 (86± 0 5 % )的两种试样 ,从渗铜结果来看 ,二者的骨架连通性能相当。从SEM照片来看 ,细颗粒钨骨架的晶粒尺寸明显比同骨架密度中颗粒钨骨架的晶粒尺寸小 ,高温拉伸结果显示细颗粒钨渗铜材料比相应中颗粒钨渗铜材料的强度要高的多 ,这一点说明了钨骨架的晶粒细化对钨渗铜材料有明显的强化作用。     

微合金化对电子封装用高硅铝合金微观组织与性能的影响

采用快速凝固-粉末冶金法制备电子封装用高硅铝合金（Al-50 %Si）,研究添加单质Cu粉对微观组织、力学性能和热物理性能的影响.采用扫描电子显微电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等手段,分析Cu含量（0~2 %）对微观组织和相组成的影响,并建立与力学性能和热物理性能之间的关系.结果表明:当Cu含量不高于1 %时,高硅铝合金微观组织中Si相尺寸和形貌改变不明显;拉伸强度和抗弯强度均随着Cu含量增加而迅速上升,并在2 %Cu时达到极大值268.4 MPa和422.6 MPa,相对于合金化前提高44.9 %和46.7 %;Cu含量对合金热膨胀系数（CTE）的影响不明显,但是基体中细小的Al₂Cu相不利于导热性能（热导率下降7.5 %）.综上,电子封装用高硅铝合金中添加1 %Cu时,可以在基本保持原有组织和热物理性能的情况下,提高强度20 %以上.      

锻造工艺对航空刹车副钢对偶材料性能和组织的影响

比较研究了单向和三向自由锻造对航空刹车副动片钢对偶材料性能和组织影响,研究结果表明,由于航空刹车副制动的特殊要求,与常规锻造材料相反的是：具有较好组织分布的三向自由锻造材料在摩擦损性能和抗收缩不均匀性方面比单向自由锻造效果差。     

钨渗铜材料力学性能和组织的批次稳定性研究

采用3批不同厂家的钨粉,通过烧结-熔渗法制备了钨渗铜材料,分析了材料的密度、金相组织和断口形貌,测试了不同温度下的拉伸强度,对比研究了高温钨渗铜材料的批次稳定性。结果表明：3个批次材料烧结性能一致,渗铜均匀性良好。组织相近,晶粒度相近,断口形貌相近,基本无差异;不同温度点的拉伸强度互有交叉,趋势一致,没有明显差异。对钨渗铜材料批生产过程中,原材料的供方选择和质量管控提出了方法和建议。     

径锻温度对GH4169合金棒材组织与性能的影响

研究了不同加热温度、终锻温度对GH4169合金Φ130mm径锻棒材组织和性能的影响。结果表明,加热温度和终锻温度过低时,棒材心部虽然获得了细于ASTM11级的晶粒,但表面甚至R/2处会因变形温度低于动态再结晶温度而残留部分原始拉长晶粒;同时δ相大量析出,不利于合金的综合性能。加热温度和终锻温度过高时,因原始晶粒在加热过程中过分长大,在变形过程中难以全部完成动态再结晶而残留部分原始拉长晶粒;同时δ相显著减少,合金的高温综合性能显著下降。在合适的加热温度和终锻温度下,棒材心部获得了均匀的10级晶粒,同时边缘获得了完全再结晶的11级晶粒,各部位δ相差异较小且基本呈颗粒状和短棒状在晶界均匀弥散分布,合金具有良好的低温、高温综合性能。     

等温锻造速率对7085铝合金组织与性能的影响

高强度铝合金是航空航天工业的主要结构材料,本文通过研究7085铝合金的等温锻造工艺,建立等温锻造速率与铝合金组织、性能的关系.通过室温力学性能测试、剥落腐蚀及电导率测试,结合光学显微镜和扫描电镜分析,研究370℃下不同等温锻造速率对7085铝合金组织与性能的影响.结果表明:高速锻造时,出现明显的再结晶现象;中速锻造时,...     

热轧搪瓷钢的高温组织性能变化规律

利用Gleeble3500热模拟试验机对热轧搪瓷钢试样进行不同温度下的高温拉伸试验,得到其高温下力学性能随温度变化规律。再使用光学显微镜及扫描电子显微镜对不同温度下的拉伸断口的形貌及组织进行观察与分析,同时使用高温金相显微镜对热轧搪瓷钢在经历高温烧搪过程中组织的变化进行观察。结果表明,试验钢屈服强度、抗拉强度都随着温度升高而降低,断面收缩率随温度升高而增加,表现出极好的高温塑性。高温拉伸试样断口搪烧高温下未出现严重的高温脆化现象,保持有良好的延展性。在推荐的搪烧温度850℃下,试验钢晶粒较常温晶粒略微长大,组织上变化不大,不会出现其力学性能的过大变化。     

钒对耐火钢显微组织及高温性能的影响

 通常采用控轧控冷方式生产耐火钢Mo-Nb复合合金化。采用电子显微镜、相分析和三维原子探针等方法,研究了不同热轧工艺条件下钒对含钒耐火钢的室温和600 ℃拉伸性能的影响,探讨了微观组织与力学性能之间的关系。结果表明,添加钒后能形成细小弥散分布的析出物,配合控制贝氏体比例后能有效地提高室温和高温力学性能;钒在热轧态耐火钢中主要固溶于先共析铁素体内,再加热至600 ℃时热轧态被“隐藏”的钒存在明显的析出,进一步提高了含钒耐火钢的高温性能。     

烧结工艺对高温Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体磁性能与显微组织的影响

用粉末冶金法制备了Sm(Co0.7Fe0.1Cu0.16Zr0.04)6.7烧结磁体,设计了8种不同烧结工艺;并对磁体的磁性能在烧结过程中的变化以及烧结工艺条件与显微组织的关系进行了系统研究.结果表明适当提高预烧结温度与烧结温度有利于磁性能的改善,但预烧结温度与烧结温度过高或过低都会使磁性能大大降低.矫顽力对烧结工艺非常敏感;样品在1 185℃预烧结后再在1 200℃烧结有最好的综合磁性能,其内禀矫顽力高达1 931 kA/m.还用扫描电子显微镜、电子探针光谱仪对显微组织及元素分布进行了分析,结果表明磁性能的改变可以认为是显微组织变化与元素在各相中分布变化的结果.     

加热温度对600MPa级高强钢筋组织及性能的影响

为了推进高强钢筋工业应用,以Nb-V复合微合金化600MPa级高强钢筋为研究对象,采用高温激光共聚焦显微镜研究了加热温度对晶粒长大规律的影响,并进行了工业试制。结果表明,随着加热温度升高、保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸增大;加热温度从1 180提高至1 270℃,保温60min,奥氏体平均晶粒尺寸从58.7提高至85.1μm。工业试制中,加热温度由1 200提高至1 270℃,珠光体比例增加,珠光体团尺寸增大,屈服强度和抗拉强度升高,伸长率下降,拉伸断口形貌由韧性断裂转变为准解理脆性断裂;当加热温度为1 200～1 250℃时,屈服强度为640～659MPa,抗拉强度为823～846MPa,强屈比为1.28～1.30,断后伸长率为16.6%～19.2%,最大力伸长率为10.6%～13.0%。     

轧制塑性变形对W-Cu复合材料组织性能影响

对不同Cu含量[20%～50%(质量分数)]的热挤压后的W-Cu合金坯料进行轧制,通过对比得出最佳轧制工艺参数,并制备出微观组织均匀、致密度高、性能优异的W-Cu合金板材。结果表明:轧制力随着道次轧下量的增加而逐渐增大,并且当一次轧下量超过60%时,轧制力急剧增加;随着轧制变形量的增加,Cu相发生变形,W相形状基本不发生变化,但W相有细化的趋势;轧制变形能在保持W-Cu合金热挤压后高组织均匀性、高致密度、高性能的基础上获得薄板甚至是箔材。     

钨粉粒度对电极用钨铜合金组织和性能的影响

钨粉粒度是影响钨铜合金组织和性能的主要因素之一,采用不同粒度(2.65 μm、4 μm、8 μm)的钨粉用熔渗法制备钨铜合金,通过性能检测和组织分析研究了钨粉粒度对该合金密度、硬度和电导率的影响.实验结果表明:钨粉粒度越细,钨铜合金的密度和硬度越大;但是由细钨粉制备的W-Cu合金闭孔较多,均匀性较差,电导率较小.钨粉粒度为4μm时所得产品综合性能最好,W-30Cu合金密度为14.44 g/cm3、硬度为HB 212、电导率为24.2 MS/m.W-20Cu合金密度为15.38 g/cm3,硬度为HB225,电导率为22.6 MS/m.     

强磁场对铁基合金相变温度和显微组织的影响

The effect of a high magnetic field up to 30 T on phase transformation temperature and microstructure of Fe-based alloys has been reviewed. A high magnetic field accelerates ferrite transformation, changes the morphology of the transformed microstructures and increases the As and A1 temperature. In a magnetic field of 30 T, the A1 temperature increases by about 37.1℃ for Fe-0.8C, the A3 temperature for pure Fe increases by about 33.1 ℃. The measured transformation temperature data are not consistent with calculation results using Weiss molecular field theory. Ferrite grains are elongated and aligned along the direction of magnetic field in Fe-0.4C and Fe-0.6C alloys by ferrite transformation, but elongated and aligned structure was not found in pure Fe, Fe-0.05C alloy and Fe-1.5Mn0.11C-0.1V alloy.     

终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响

通过加压冶炼、控制轧制方式获得氮质量分数为0.59%的Mn18Cr18N钢板,研究了终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制并且终轧温度为970 ℃的钢板,组织为奥氏体等轴晶和部分孪晶,强度较低,塑性、冲击韧性较好;终轧温度为910 ℃的钢板,大部分组织为变形奥氏体晶粒,有少量再结晶晶粒,随着终轧温度降低钢板强度升高,塑性和冲击韧性降低;在未再结晶区轧制并且终轧温度为780 ℃的钢板,组织为变形严重的奥氏体晶粒,强度最高,塑性、韧性最低。所有试验钢有晶界析出的Cr₂N相,降低终轧温度和减缓轧后冷却速度,会增加Cr₂N相的析出。