一种制备碳化硅和金刚石颗粒增强铝基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种制备高热导率、低膨胀系数的碳化硅和金刚石颗粒增强铝基复合材料的方法，采用碳化硅和金刚石颗粒混合模压成型骨架、低温慢速真空烧结、真空压力浸渗的方式进行制备。制备的碳化硅和金刚石骨架的体积分数在50%～65%之间可调，碳化硅和金刚石颗粒增强铝基复合材料的热导率为250～400W/m·k，热膨胀系数为6×10^-6～9×10^-6/K之间可调，比目前使用的铝碳化硅复合材料的热导率高，比铝金刚石复合材料的成本低。

主权项

一种制备碳化硅和金刚石颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将金刚石粉末与碳化硅粉末按质量比1：1～9的比例混合后搅拌，得碳化硅金刚石粉末混合物；(2)称取高温粘接剂并使之完全溶解，所述高温粘接剂质量占碳化硅金刚石粉末混合物质量的1.5～2.5％；(3)称取低温粘接剂并使之完全溶解，所述低温粘接剂质量占碳化硅金刚石粉末混合物质量的2.5～3.5％；(4)将步骤(2)溶解后的高温粘接剂与步骤(3)溶解后的低温粘接剂混合后，加入步骤(1)制得的碳化硅金刚石粉末混合物中，得总混合物；(5)将步骤(4)制得的总混合物在50～100℃下干燥2h～5h，过筛造粒后以100～200MPa的成型压力模压成型，制得碳化硅金刚石骨架前体；(6)将碳化硅金刚石骨架前体用低温慢速真空烧结工艺进行烧结，制得碳化硅金刚石骨架；(7)将碳化硅金刚石骨架经真空压力浸渗铝合金工艺，制得碳化硅和金刚石颗粒增强铝基复合材料；其中，步骤(2)所述高温粘接剂为水玻璃，步骤(3)所述低温粘接剂为石蜡，步骤(6)所述低温慢速真空烧结工艺为：将碳化硅金刚石骨架前体放入真空烧结炉，控制烧结炉炉内温度以1.5～2.5℃/min的升温速率升温至300～400℃，保温2～3h；接着以3～5℃/min的升温速率升温至680～780℃，保温1h～2h，然后冷却，即得碳化硅金刚石骨架；步骤(7)所述真空压力浸渗铝合金工艺参数为：浸渗温度为700～800℃，升温时间为70～100min，保温时间为80～120min，充气压力为8～12MPa，保压时间为12～18min。