中國粉體網(wǎng)訊 金剛石/碳化硅/硅等功能體與鋁形成的熱管理復合材料具有高導熱、低熱膨脹系數(shù)等性能特點，屬第三代電子封裝及散熱復合材料。
金剛石/鋁
金剛石/鋁復合材料利用金剛石的極高熱導率和鋁低密度的優(yōu)點，通過兩者的性能互補及協(xié)同作用，可以得到高導熱、高強度、輕質(zhì)化的復合材料，其具有與芯片材料相近的熱膨脹系數(shù)，能保證與芯片熱源緊密貼合擴熱，極具發(fā)展前景。
目前，金剛石/鋁復合材料主流的制備方法主要包括放電等離子燒結(jié)、真空熱壓燒結(jié)、無壓浸滲、真空氣壓浸滲和擠壓鑄造。
其中，放電等離子燒結(jié)通過瞬時高頻的脈沖在顆粒粉末的接觸位置產(chǎn)生大量的焦耳熱，促進粉末燒結(jié)。其升溫速度快、耗能少，相比于其它制備方法能夠在短時間內(nèi)獲得致密度高、導熱性能好的金剛石/鋁復合材料。
碳化硅/鋁
SiC/Al復合材料的密度低、比強度高、比剛度高、耐磨性好、成本低、制備工藝簡單，其突出的綜合性能使SiC/Al成為了近年來復合材料的研究熱點。高體積分數(shù)SiC/Al復合材料擁有優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)承載性能、熱控性能和防共振性能，其比模量為鋁合金和鈦合金的3倍，熱膨脹系數(shù)低于鈦合金，熱導率高于鋁合金。
對于SiC/Al復合材料來說常用的制備方法是用粉末冶金法，利用粉末冶金制備的材料增強體的加入量可以任意調(diào)節(jié)，成分比例準確，體積分數(shù)控制方便，具有較熔鑄產(chǎn)品更優(yōu)越的性能。
硅/鋁
鋁硅復合材料一般來說是用硅顆粒增強鋁基制備而成的，即硅顆粒作為增強相彌散分布于鋁基體中。纖維增強鋁基復合材料需要制備纖維增強體，制備纖維需要投入的資金比較多，還容易有纖維破損等缺點。而顆粒增強鋁基復合材料可以克服以上缺點，并且顆粒增強鋁基復合材料為各向同性，生產(chǎn)速度快，成本低，也可以生產(chǎn)形狀復雜的產(chǎn)品。
其中，高硅鋁基復合材料因其其熱膨脹系數(shù)低，重量輕，導熱性好，強度高等有點，可以用于航空航天、汽車工業(yè)以及電子封裝等領域。其制備方法有很多種，可以分為固態(tài)制造技術（粉末冶金法、熱等靜壓法、熱壓法、擠壓法、軋制法和拉拔法）、液態(tài)制造技術（浸滲法、鑄造法、液態(tài)金屬浸漬法以及噴射沉積法）和一些其他的制造技術（原位生成法、物理氣相沉積法、化學氣相沉積法、化學鍍、電鍍以及復合鍍法）。
2025年5月28日，中國粉體網(wǎng)將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”。屆時，我們邀請到清華大學劉源教授出席本次大會并作題為《金剛石/碳化硅/硅等功能體與鋁形成的熱管理復合材料設計及加工制造》的報告。本報告將系統(tǒng)介紹這類材料的結(jié)構(gòu)設計、制備加工方法以及應用領域，并對未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢進行分析。
專家簡介
劉源，博士，清華大學材料學院教授/博導，兼任河北清華發(fā)展研究院先進材料創(chuàng)新中心主任。教育部新世紀優(yōu)秀人才（2012）。主要從事化合物半導體材料生長工藝及裝備、輕量化電子封裝及散熱復合材料制備加工及應用研究。在國內(nèi)外發(fā)表論文220余篇，出版學術著作1本，授權發(fā)明專利50余項。榮獲教育部自然科學獎一等獎（2003）、河南省科技進步二等獎（2022）。目前承擔包括國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、民用航天預研項目、總裝預研、北京市產(chǎn)業(yè)化重大項目以及企業(yè)委托產(chǎn)業(yè)化項目30余項。
參考來源：
1.劉園等. 高導熱金剛石/鋁復合材料的研究進展. 材料工程
2.王翔宇等. 金剛石/鋁復合材料的制備及其擴熱可靠性研究. 功能材料
3.康惠元. 金剛石-碳化硅/鋁基復合材料的構(gòu)型優(yōu)化與導熱性能研究. 中南大學
4.陳媛媛. 粉末冶金法制備高硅鋁基復合材料的組織演變與界面結(jié)構(gòu). 天津大學
5.張成良. 碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的制備和性能研究. 蘭州大學
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/輕言）
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