粒度组成对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

采用凝胶注模法制备SiC预制件用于无压熔渗液态铝合金实现60～67 vol%SiCp/Al复合材料的近净成形制备,研究了碳化硅颗粒级配及热处理对复合材料力学和热学性能的影响.结果表明:不同粒度的SiC粉体在铝基体中分布均匀,无明显偏聚现象;采用较细的SiC颗粒级配和退火处理都能有效提高复合材料强度;粗颗粒级配能增大SiC在复合材料中的体积分数,有利于导热性能的提高和热膨胀系数的降低;SiCp/Al复合材料抗弯强度介于240～365 MPa,室温时热导率介于122～175 W·m-1·℃-1.之间,室温至250℃的平均线热膨胀系数小于7.5×10-6℃-1,满足电子封装的性能要求.     

硅溶胶粘结SiC预制件的烧结特性研究

本文以硅溶胶为粘结剂,采用粉末冶金工艺制备SiC预制件,探讨煅烧温度以及引入钠离子对预制件强度、氧化增重和SiO2总含量的影响.结果表明:硅溶胶含量为1.55％～3.88％的SiC预制件在空气中高温煅烧时的氧化增重随温度的升高而增大,与硅溶胶的含量无关.当煅烧温度在1 050℃以上时才能获得足够的强度,此时预制件中SiO2的总含量不低于4.61％.当硅溶胶中引入钠离子(模数为2.5～20),可将SiC预制件的煅烧温度降至750～850℃,SiC的氧化增重随煅烧温度的升高和钠离子含量的增加而增大;预制件获得足够强度对应的SiO2的总含量降至1.35％.     

煅烧温度对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

以F220、F500、F600这3种粒度的磨料级绿SiC混合粉为原料制成预制件,然后将其分别在500、1 100和1 200℃煅烧后无压熔渗液态铝合金制备SiC体积分数为62%~64%的铝基复合材料SiCp/Al;研究预制件煅烧温度对SiCp/Al复合材料结构和性能的影响。结果表明:不同温度下煅烧的SiC预制件渗铝后,都能获得结构均匀致密的复合材料;高温煅烧使SiC颗粒氧化形成骨架,导致强度从305 MPa降至285~245 MPa;SiC颗粒表面氧化转变成的SiO2薄膜增加复合材料中的陶瓷含量,使复合材料的热膨胀系数进一步降低;当SiC预制件中SiO2薄膜质量分数达到3.7%~6.7%时,SiCp/Al复合材料界面热阻增大4~6倍,复合材料热导率从184 W/(m.℃)降至139~127 W/(m.℃)。