一种高导热石墨晶须/铜复合材料的制备方法

摘要

本发明属于金属基复合材料研究领域，涉及一种高导热石墨晶须/铜复合材料及其制备方法。复合材料由基体纯铜和已镀覆的增强相高导热石墨晶须两部分组成，其中纯铜的体积分数为40%-70%，镀覆后的石墨晶须的体积分数为30%-60%。复合材料采用生产工艺步骤为：首先采用化学镀或盐浴镀方法，将铜或钼镀覆于石墨晶须的表面，形成1-2μm厚的镀层；然后将镀覆后的石墨晶须与铜粉按30-60:70-40的比例混合均匀，再通过SPS粉末冶金法在820-980℃下烧结制得石墨晶须/铜复合材料。本发明提供了一种用于电子封装领域的石墨晶须/铜复合材料的制备方法，其热导率高、热膨胀系数可控、致密高、易于加工等多项优点满足现代电子封装领域的要求。

主权项

一种高导热石墨晶须/铜复合材料的制备方法，其特征是使用高导热石墨晶须作增强相，先在石墨晶须表面用化学镀或盐浴镀的方法镀覆一层铜或钼，然后通过SPS粉末冶金工艺与铜粉进行复合，制备出高性能石墨晶须增强铜基复合材料；所用的增强相是高导热，低膨胀的石墨晶须，长径比在10‑70之间，晶须表面镀覆厚度0.1‑2μm的铜或钼；所选的已镀覆石墨晶须与铜粉的体积比为30‑60:70‑40，复合前要在球磨机上混合，球磨机转速为110‑150转/分钟，时间为1.5‑3小时；其中，首先在石墨晶须进行表面金属镀覆，镀铜的工艺路线为：除油─粗化─敏化─活化─化学镀，镀液的组成：五水硫酸铜15g/L、甲醛5g/L、酒石酸钾钠14g/L、EDTA 19.5g/L 、氢氧化钠14.5g/L 、二联吡啶0.02g/L 、亚铁氰化钾0.01g/L；镀铜工艺条件为：镀液pH为 12.0‑12.5、 镀覆温度40‑50℃、施镀时间2‑15分钟;镀钼的工艺路线为：除油─混粉─真空微蒸发镀，将除油后的石墨晶须与加有一定量仲钼酸铵的NaCl/KCl混合盐放入球磨机中混合30分钟，混合盐中NaCl与KCl的摩尔比是1:1，混合盐中仲钼酸铵的质量分数为10%；混合均匀后，将混合物在保护气氛下加热至900℃‑1100℃，在石墨晶须表面形成钼层；采用SPS粉末冶金工艺将镀覆金属涂层的石墨晶须与铜粉进行复合时，温度为820‑980℃、压力为20‑70MPa、保温时间2‑5分钟。