一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型设备及其方法与流程

文档序号:12098768阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型设备,包括基座(8),其特征在于,基座(8)通过立柱(5)连接横梁(3),基座(8)中间设有加压装置(7),加压装置(7)通过调位垫块(10)连接加热炉(6),加热炉(6)上设有上压块(12),加热炉(6)两端通过滑孔连接立柱(5),加热炉(6)上端通过吊线(2)由滑轮(1)导向连接基座(8)内的配重(9),立柱(5)上设有上、下限位器(4),加热炉(6)的滑孔位于上、下限位器(4)之间。

2.根据权利要求1所述的一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型设备,其特征在于,所述的加热炉(6)上表面通过两边对称的吊线分别连接基座(8)内两配重(9)。

3.根据权利要求1所述的一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型设备,其特征在于,所述的滑轨(1)位于横梁(3)上方。

4.根据权利要求1所述的一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型设备,其特征在于,所述的滑轨(1)、吊线(2)、上、下限位器(4)、加热炉(6)、配重(9)组成快速升降加热系统;横梁(3)、立柱(5)和基座(8)组成刚性框架;加压装置(7)、调位垫块(10)和上压块(12)组成加压系统。

5.一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)混粉:SiC选用14~63μm磨料级绿色碳化硅粉末;Al选用工业纯铝粉,或合金粉,粒度约为100μm,而且成分中不需任何粘结剂,将SiC颗粒与Al粉或Al合金粉末按体积比为:(20~90%):(80~10%)均匀混合;

2)冷压成形:将步骤1)混合均匀的SiC/Al粉末放入钢制模具中,并在原料外层引入一纯铝粉薄层,在400MPa应力下加压成形;

3)热压烧结:在大气压条件下,将冷压成形后的SiC/Al放入石墨模具中,采用热压烧结技术进行烧结,烧结工艺为:加热温度为500~700℃,施加的压力为1~40MPa,达到烧结温度后保温5-10分钟,脱出膜腔,即制得了SiCp(20~90%) /Al电子封装材料。

6.根据权利要求1所述的一种低膨胀、高热导的SiCp/Al复合材料的成型方法,其特征在于,所述的热压烧结具体步骤如下:

1)试样的快速安放与取出,通过成型设备载荷调整和控制由刚性框架和加压系统共同实现,由调位垫块和加压装置调整模具及试处于合适的高度,通过配重(9)、滑轮(1)、加热炉(6)和吊线(2)快速移至上、下限位(4)的上限位,将模具及试样(11)置于垫块(10)上,通过加压装置(7)使模具及试样(11)处于热压位置并施加工艺压力,试样取出时,则将加热炉(6)移回最高位置,卸载并将模具及试样(11)移至加热炉(6)外合适位置;

2)试样的快速加热与冷却,模具及试样(11)通过加热炉(6)的位置调整加热,并通过位置调整快速降温,根据试样在炉外不同位置实现;

3)热压气氛调整,对于需要气体保护的热压过程,通过对管式加热炉的简单改造,实现氮气、氩气等惰性气体保护热压。

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