申請(qǐng)?zhí)枺?01410842734.4

       申請(qǐng)人：北京安泰鋼研超硬材料制品有限責(zé)任公司 安泰科技股份有限公司

       發(fā)明人：柳成淵 徐燕軍 劉一波 尹翔 鄭勇翔 孫延龍 黃霞 葛科

       摘要： 本發(fā)明公開(kāi)一種制備銅基金剛石復(fù)合材料的方法。該方法是將銅合金/純銅材料加工成金剛石/銅制品的最終尺寸作為模具，然后將金剛石單晶/鍍層金剛石顆粒倒入模具中振實(shí)，再滴加粘接劑溶液；之后在200-600℃條件下真空處理制得金剛石多孔骨架坯料；再將金剛石多孔骨架坯料與銅合金/純銅模具一起裝入包套進(jìn)行熱等靜壓處理，冷卻后得到復(fù)合材料。本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)近凈成形，后期加工量小，工藝簡(jiǎn)單可靠，制得的金剛石/銅復(fù)合材料性能一致性好，該材料作為電子封裝材料和散熱基板材料均具有較好的綜合性能，其熱導(dǎo)率可達(dá)到700w/mk，熱膨脹系數(shù)可實(shí)現(xiàn)自由調(diào)節(jié)，室溫條件下低于6.5*10-6m/k，致密度達(dá)到99.9％以上。

       主權(quán)利要求：1.一種制備銅基金剛石復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一，按照所述銅基金剛石復(fù)合材料的最終尺寸，以含活性元素的銅合金為原料制作模具；步驟二，按照預(yù)先測(cè)得的金剛石振實(shí)密度稱量需要的金剛石重量，然后將金剛石顆粒填充到步驟一所述的模具中并振實(shí)；步驟三，向所述步驟二模具的金剛石顆粒中滴加粘接劑，然后將填充有金剛石顆粒的模具在200-600℃條件下真空烘烤，真空度控制在0.001-0.1Pa范圍；步驟四，將烘烤后的填充有金剛石顆粒的模具裝入包套中，經(jīng)封焊后進(jìn)行熱等靜壓處理，其中，熱等靜壓溫度為1100-1350℃，熱等靜壓壓力為20-100MPa，保溫時(shí)間為0.5-2h，冷卻后得到所述銅基金剛石復(fù)合材料。

       2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含活性元素的銅合金 中，所述活性元素為Cr或B，其中，當(dāng)所述活性元素為Cr時(shí)，在銅合金中， Cr的質(zhì)量百分比含量為0.1-5％，其余為銅；當(dāng)所述活性元素為B時(shí)，在銅 合金中，B的質(zhì)量百分比含量為0.1-3％，其余為銅。

       3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘接劑為Na2SiO3、 AlPO4、糊精、淀粉和聚乙二醇中的一種或多種混合物的水溶液；優(yōu)選地， 所述粘結(jié)劑的用量為0.2-1mL/g金剛石。

       4.一種制備銅基金剛石復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，在金剛石顆粒表面鍍上活性元素，從而得到鍍層金剛石；按照 所述銅基金剛石復(fù)合材料的最終尺寸，以純銅為原料制作模具； 步驟二，按照預(yù)先測(cè)得的金剛石振實(shí)密度稱量步驟一得到的所述鍍層金 剛石重量，然后將所述鍍層金剛石顆粒填充到步驟一所述的模具中并振實(shí)； 步驟三，向所述模具的鍍層金剛石顆粒中滴加粘接劑，然后將填充有鍍 層金剛石顆粒的模具在200-600℃條件下真空烘烤，真空度控制在0.001-0.1Pa 范圍； 步驟四，將烘烤后的填充有鍍層金剛石顆粒的模具裝入包套中，封焊后 進(jìn)行熱等靜壓處理，其中，熱等靜壓溫度為1100-1350℃，熱等靜壓壓力為 20-100MPa，保溫時(shí)間為0.5-2h，冷卻后得到所述銅基金剛石復(fù)合材料。

       5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述鍍層金剛石的鍍層厚 度為0.1-1μm。

       6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述活性元素為Cr或B。

       7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述銅基金剛石復(fù)合 材料中，所述金剛石的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40-80％。

       8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述金剛石為金剛石 單晶，粒度為80-400μm。

       9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述粘接劑為Na2SiO3、 AlPO4、糊精、淀粉和聚乙二醇中的一種或多種混合物的水溶液；優(yōu)選地， 所述粘結(jié)劑的用量為0.2～1mL/g鍍層金剛石。

       10.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，在所述步驟三中， 所述真空烘烤的溫度為280-300℃，真空度為0.01MPa，烘烤時(shí)間為2-3小時(shí)。