本发明涉及本发明属于复合金属材料领域，涉及了由一种低膨胀合金和一种高导热金属组成的三层复合材料，具备较低且稳定的膨胀系数及良好的导热性能，可应用于显示屏幕的封装等领域。
背景技术：
：在显示屏幕等领域，电子元器件常常需要使用封装材料对元器件及电路等进行保护，具有散热好、隔绝水汽保护、变形小等作用。因此对于封装材料性能要求具备良好的导热性能、稳定及较小的线膨胀系数等特点，同时机械强度好、便于加工、价格低廉。在传统的封装材料中，cu及其合金因为具备高的热导率(388w/m.k)和优良的导电性而使用广泛，但其热膨胀系数非常高，20～100℃膨胀系数大于17×10-6/℃，与显示屏面板所用的有机玻璃等材料的膨胀系数(20～100℃膨胀系数在3～4×10-6/℃)不匹配，在面板电子元器件升温时，面板容易因热应力产生裂纹，导致整体寿命的下降。殷瓦合金由于具备极低的热膨胀系数广泛应用于电子行业、精密仪器、低温工程等领域。20～100℃范围内膨胀系数在1.5×10-6/℃左右，居里点温度可达230℃左右，受温度的变化影响小，同时具备稳定的组织、良好的机械强度、便于加工等优点，但热导率仅为13.8w/m.k。技术实现要素：因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种低膨胀系数高导热的复合金属材料。本发明要解决的另一个技术问题是，提供该及其制备方法。本发明还提供了该低膨胀系数高导热的复合金属材料的应用。本发明的技术方案是，一种低膨胀高导热复合金属材料，由铜和殷瓦合金复合而成，复合结构采用殷瓦合金/cu/殷瓦合金的三明治结构，两侧为殷瓦合金；所述殷瓦合金选用的成分质量百分比含量(％)为：c:≤0.05，si:≤0.3，mn：0.2-0.5，p:≤0.02，s:≤0.02，ni：35.0-37.0，余量为fe及不可避免的杂质。根据本发明的一种低膨胀高导热复合金属材料，优选的是，所述cu选用含铜量为99％以上的纯铜，其余为不可避免杂质。优选的是，中间cu层占整体厚度的20～60％。根据本发明的一种低膨胀高导热复合金属材料，优选的是，所述复合结构的厚度为80-250mm。三层复合结构的厚度范围根据实际压机的进口厚度决定，优选80-250mm。根据本发明的一种低膨胀高导热复合金属材料，优选的是，所述两块殷瓦合金层厚度相等。根据本发明的一种低膨胀高导热复合金属材料，优选的是，所述殷瓦合金层的总厚度占据三层复合材料结构厚度的40％～80％。本发明的主要设计思路为利用cu的高导热性能与殷瓦合金的低膨胀性能，经复合成为一体；复合结构采用殷瓦合金/cu/殷瓦合金的三明治结构，两侧为殷瓦合金，由于殷瓦合金的膨胀系数远小于cu，如果两侧殷瓦合金厚度差异较大，将导致两侧受力不均而产生单向弯曲的问题，造成板材应力的产生。因此，为了保证整体材料具备稳定的膨胀性能，不发生复合材料单向弯曲的情况，优选的是，设定两侧的殷瓦合金厚度相等。同时为了保证较好的导热性能，中间cu占整体厚度的20～60％。本发明还提供了上述低膨胀高导热复合金属材料的制备方法，包括：1)殷瓦合金表面进行修磨，保证四周表面光洁无氧化物残留；2)cu金属锭坯表面进行铣削及清洗，保证光洁无氧化物残留；3)将殷瓦合金与cu坯料以“殷瓦合金/cu/殷瓦合金”的三明治结构进行复合，得到复合坯料；4)复合坯料粗轧及精轧的加热温度分别设定为880-970℃及830-920℃，每道次的压下量为10％-40％，将复合坯轧制至5mm厚度以下热轧板；5)经修磨、冷轧、退火工序，轧制至成品；中间退火温度设定为760-820℃。根据本发明的低膨胀高导热复合金属材料的制备方法，优选的是，步骤1)所述殷瓦合金通过普通的电炉精炼或者真空感应冶炼，浇铸方式采用连铸或模铸方式，粗轧的温度为1150～1250℃。根据本发明的低膨胀高导热复合金属材料的制备方法，优选的是，步骤3)中间cu层占整体厚度的20～60％；所述殷瓦合金层的总厚度占据三层复合材料结构厚度的40％～80％。优选的是，所述两块殷瓦合金层厚度相等。根据本发明的低膨胀高导热复合金属材料的制备方法，优选的是，步骤5)得到的冷轧成品厚度0.03～0.7mm。可通过拉矫改善板型。根据本发明的低膨胀高导热复合金属材料的制备方法，优选的是，步骤3)所述复合方式为焊接。焊接过程要求金属接触表面光洁无异物，并在焊接结束时对封口处进行抽气，使其内部无气体残留。焊接复合中，更优选的复合方式为满焊，焊接接近完成是抽出间隙气体，保证复合时面接触质量，随后将焊接至三层坯料进行轧制复合，最终轧制至热轧需要的厚度(例如5mm)，然后冷轧。也可采用其他的复合方式，只需保证复合面质量。本发明还提供了上述低膨胀高导热复合金属材料在显示屏电子元器件的封装材料方面的应用。本研究发现，利用cu和殷瓦合金两种材料的不同性能，制成复合材料，使其同时具备良好的导热性和低膨胀性能。本发明的复合金属材料同时具备稳定的低膨胀与高导热两种物理性能，同时具备良好的机械性能，膨胀系数介于3～6×10-6/℃。由于中间层为cu，集中的热量可以凭借cu快速扩散至整个板面，有效提升导热性能。该合金结构为殷瓦合金/cu/殷瓦合金的三明治结构，通过将表面修磨后的殷瓦合金、cu、殷瓦合金三层坯料焊接至一起，经热轧冷轧等工艺，成为0.03～0.7mm厚度左右的冷轧薄板，可以用于显示屏封装等领域。本发明的有益效果是：现有显示屏采用的封装材料主要为单独殷瓦合金、单独cu或cu合金的材料。相比现有的封装材料，本符合材料兼具殷瓦合金的低膨胀性能、cu金属的高导热性能，膨胀系数同显示屏有机玻璃基板相匹配，避免了热应力的产生，相比cu金属，该复合材料具备良好的机械强度，具有良好的导热性能，导热系数相比原有的单独殷瓦合金，提升一倍以上，且该合金制备工艺简单，同时减少了ni的含量，降低了合金的成本，具有竞争优势。具体实施方式根据本发明的制造方法生产了3种不同比例的具备良好导热性能的低膨胀复合金属材料。具体实施例如下：实施例1：殷瓦合金采用电炉加炉外精炼aod+lf+vd的方式制得上述的成分的钢水，经垂直连铸机浇筑成为200*1150mm宽度的铸坯，粗轧温度为1150℃，再轧制坯料厚度至35mm，切割成2块长度为1500mm的热轧板，所有面修磨至光亮态，去除表面氧化物；cu坯料尺寸为30*1150*1500mm，表面光洁。对殷瓦合金锭坯及铜进行焊接，焊接完成后形成殷瓦合金/cu/殷瓦合金的厚度比为35:30:35，整体厚度为100mm的复合板坯。将复合板坯加热至920℃，轧制至5mm厚度，再经修磨、冷轧、780℃退火，将复合热轧卷轧制至0.1mm厚度冷轧卷，经拉矫改善板型。实施例2：殷瓦合金采用电炉加炉外精炼aod+lf+vd的方式制得上述的成分的钢水，经垂直连铸机浇筑成为200*1150mm宽度的铸坯，粗轧温度为1165℃，再轧制坯料厚度至30mm，切割成2块长度为1800mm的热轧板，所有面修磨至光亮态，去除表面氧化物；cu坯料尺寸为40*1150*1800mm，表面光洁。对殷瓦合金锭坯及铜进行焊接，焊接完成后形成殷瓦合金/cu/殷瓦合金的厚度比为30:40:30，整体厚度为100mm的复合板坯。将复合板坯加热至900℃，轧制至5mm厚度，再经修磨、冷轧、770℃退火，将复合热轧卷轧制至0.1mm厚度冷轧卷，经拉矫改善板型。实施例3：殷瓦合金采用电炉加炉外精炼aod+lf+vd的方式制得上述的成分的钢水，经垂直连铸机浇筑成为200*1150mm宽度的铸坯，粗轧温度为1180℃，再轧制坯料厚度至26mm，切割成2块长度为1700mm的热轧板，所有面修磨至光亮态，去除表面氧化物；cu坯料尺寸为48*1150*1700mm，表面光洁。对殷瓦合金锭坯及铜进行焊接，焊接完成后形成殷瓦合金/cu/殷瓦合金的厚度比为26:48:26，整体厚度为100mm的复合板坯。将复合板坯加热至860℃，轧制至5mm厚度，再经修磨、冷轧、730℃退火，将复合热轧卷轧制至0.1mm厚度冷轧卷，经拉矫改善板型。表1为符合板各金属层厚度：表10.1mm轧制复合板各层厚度测量/mm金属实例1实例2实例3殷瓦合金10.0350.0310.026cu0.0310.0390.049殷瓦合金20.0340.0300.027表2为实施例和原殷瓦合金及铜板材性能对比数据，其中对比例中4与5为殷瓦合金本身性能，6与7为铜金属性能。表2实施例和对比例的性能单纯殷瓦合金的导热系数在13.8w/m.k左右，单独铜的导热系数在350w/m.k左右，合成后约导热性能提升一倍以上，约在25w/m.k以上，复合结构合成后的导热系数介于25-50w/m.k之间。复合结构屈服强度在230mpa以上，抗拉强度在430mpa以上，延伸率在50％以上(见表2)。本发明利用cu与殷瓦合金两种不同的物理性能，采用复合板轧制技术，将殷瓦合金与cu轧制在一起，最终形成殷瓦合金/cu/殷瓦合金的三明治结构，冷轧厚度至介于0.03-0.7mm范围内的冷轧薄板，该复合板具备低且稳定的膨胀系数及较好的导热系数，应用于显示屏封装领域，可以增强显示器面板的散热情况，同时具备与面板基体材料匹配的膨胀系数，显著降低热应力，与现有材料相比，具有显著的技术进步。当前第1页12