通过火花等离子烧结工艺优化/钻石复合材料的接口和导热性能
Junfeng Zhao1, Hao Su1, Kai Li1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Electronic Functional Materials and Devices, Huizhou University, Huizhou 516001, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|January 10, 2025
概括
铜/钻石复合材料提高了电子产品的散热. 通过Spark等离子烧结优化钻石尺寸和接口粘合,可显著增加66%的导热率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 铜/钻 (Cu/Dia) 复合材料是高级散热材料,对于高功率电子产品至关重要.
- 铜和钻石之间的接口显著影响复合材料的热物理性质.
研究的目的:
- 研究钻石颗粒大小,烧结温度和添加对Cu/Dia复合材料性能的影响.
- 优化接口结构以提高导热性.
主要方法:
- 使用火花等离子烧结 (SPS) 制造Cu/Dia复合材料.
- 系统变化钻石颗粒大小 (高达200微米) 和烧结温度 (优化在900°C).
- 将 (Cr) 添加到铜基质中,以促进金结合.
主要成果:
- 通过200μm颗粒实现了均的钻石分布,减少了聚合.
- 在900°C的最佳烧结,增强了接口粘合.
- 添加形成了Cr7C3,改善了接口粘合,从物理到金,增加了密度.
- 导热率从310 W/m K增加到386 W/m K,且颗粒尺寸优化.
- 进一步的界面优化导致显著增加到516W/mK (66%的改进).
结论:
- 钻石颗粒大小和接口工程对于Cu/Dia的热性能至关重要.
- SPS是制造高性能Cu/Dia复合材料的有效方法.
- 添加是一种可行的策略,可以实现强大的金结合和优越的导热性.
