CMC合金(銅鉬銅合金)製備方法 - 軋製複合法
軋製複合法是在採用大壓下量,使2層或多層金屬或合金發生變形,依靠原子間金屬鍵的相互吸引使各組元層緊密結合起來的一種複合材料製備技術,該方法是目前發展最成熟、採用最廣泛的Cu/Mo/Cu複合材料製備技術。
美國Amax公司和Climax SpecialtyMetals公司利用熱軋複合技術,成功生產出多種尺寸、局部或全包覆的CMC合金(Cu/Mo/Cu)多層複合材料,並申請了專利。與鉬銅合金、鎢銅合金等粉末冶金方法生產的顆粒增強型電子封裝材料相比,軋製複合法生產平面多層複合電子封裝材料的導熱效率高,生產成本低,並且可以生產大尺寸的封裝材料,實現規模化生產。
美國Ploymetallurgical公司在包覆型材料的生產上代表行業的最高水準,該公司生產的CMC合金複合材料的性能在國際上處於一流水準。其部分CMC合金產品的性能見表1。
表1 CMC合金產品性能
CMC合金 |
密度 /(g·cm-3) |
平面方向熱膨脹係數 / (10-6/K) |
厚度方向熱膨脹係數/(10-6/K) |
平面方向熱導率/(W /m·K) |
厚度方向熱導率/(W /m·K) |
1∶1∶1 | 9. 340 | 10. 0 | 13. 0 | 306 | 245 |
1∶2∶1 | 9. 550 | 8. 3 | 11. 0 | 267 | 208 |
1∶6∶1 | 9. 986 | 6. 5 | 8. 2 | 207 | 170 |
日本的A.L.M.T公司將鉬銅合金軋製成帶材,以其充當CMC合金中間層,採用熱軋法製備出了Cu/Mo-Cu/Cu平面複合型電子封裝材料。由於鉬銅合金材料中銅填充在鉬骨架之間呈網路狀分佈,使得該產品在平面方向和厚度方向的導電導熱性比同種層厚比的Cu/Mo/Cu更好。
而且中間Mo-Cu層由於銅的添加,表現出更加優異的加工性能。奧地利Plansee公司生產的Cu/Mo-30Cu/Cu( 1∶4∶1 ) 3層複合材料的密度為9. 5 g/cm3,平面方向的熱導率≥260W /m·K,熱膨脹係數為8.0×10-6~10.0×10-6/K,這些性能甚至比表1中所列層厚比為1∶2∶1的Cu/Mo/Cu複合材料更優異。
軋製複合法工藝技術及裝備較為成熟,產量高,大大降低生產成本,而且易於實現大規模工業化生產,是一種很有發展潛力的複合材料製備技術。但是軋製複合一次性投資大,不利於小批量生產。
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