采用气压浸渗法制备了金刚石镀TiC的金刚石/Al复合材料。通过界面反应获得了铝基体与金刚石颗粒之间的均匀界面结合。对不同金刚石颗粒尺寸的复合材料热导率进行了研究,并与H-J模型和DEM模型进行了对比分析。与H-J模型相比,DEM模型的预测结果较准确,误差为1%-5%。随着有效相差倍数(金刚石与铝热导率的比值)的增大,两种模型的计算数据之差变大,并证实DEM模型是一种预测涂层金刚石/Al复合材料热导率的有效方法。设计高导热复合材料时,颗粒尺寸是一个重要的考量指标。制备了高体积分数的金刚石/碳化硅/Al混杂复合材料。碳化硅细颗粒位于金刚石粗颗粒之间的间隙中。主要以基体断裂为主,也有部分金刚石颗粒断裂,说明界面结合强度较高。金刚石含量为80%或66.7%时的体积分数较高,热膨胀系数较小。对于混杂复合材料,Turner和Kerner模型的预测误差均较大。考虑涂层时,DEM模型对热导率的预测较好。提出了在金刚石颗粒表面镀TiC涂层以改善金刚石颗粒与铝基体之间的界面结合。涂层增强了界面结合强度,提高了热导率,并降低了热膨胀系数。金刚石/Al复合材料的断裂是基体韧性断裂与界面脱粘的结合。
英文主题词electronic packaging materials;thermal properties;coatings;interfaces;gas pressure infiltration