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【6h】

Mo2C包覆金刚石的制备及其对diamond/Al和diamond/Cu复合材料性能的影响

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目录

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 电子封装材料

1.3 Diamond/Al复合材料的研究现状及制备方法

1.4 Diamond/Cu复合材料的研究现状及制备方法

1.5 金刚石与基体的界面改性

1.6 本课题研究内容及意义

第2章 实验材料、方法及设备

2.1 实验材料

2.2 材料制备工艺

2.3 试验方法与设备

第3章 亚微米Mo2C包覆金刚石的制备工艺研究

3.1 镀覆方式的选择

3.2 强碳化物元素的选择

3.3 钼源对Mo2C镀层的影响

3.4 Mo2C镀层的形成机理研究

3.5 Mo2C镀层厚度的控制

3.6本章小结

第4章 Diamond@Mo2C/Al复合材料的微观结构及性能研究

4.1 Diamond/Al复合材料的制备方法

4.2 Diamond@Mo2C/Al复合材料的微观结构

4.3 Diamond@Mo2C/Al复合材料的性能研究

4.4 本章小结

第5章Diamond@Mo2C/Cu复合材料的微观结构及性能研究

5.1 Diamond@Mo2C/Cu复合材料的微观结构

5.2 Diamond@Mo2C/Cu复合材料的性能研究

5.3 Mo2C镀层对diamond/Al 与diamond/Cu复合材料作用的对比

5.4本章小结

第6章 全文结论和创新点

6.1 主要结论

6.2 本文创新点

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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摘要

随着信息技术的发展,电子元器件向着高集成度以及尺寸小型化的趋势发展,这必然会导致电子元器件的发热量增加,急需一种具有高热导率的新型电子封装材料来解决电子元器件的散热问题。金刚石具有自然界中最高的热导率(1200-2000 Wm-1K-1)以及非常低的热膨胀系数(CTE,1-2×10-6 K-1),金刚石增强金属基复合材料被认为是一种很有应用前景的电子封装材料。金刚石与金属基体之间的界面结合是影响复合材料整体热导率最关键的因素,弱的界面结合会引入大的界面热阻。金刚石表面改性是目前改善金刚石与金属基体之间界面结合的最有效方法。 本文使用钼粉作为钼源用熔盐法在金刚石表面镀覆了一层Mo2C,探究了不同反应时间对Mo2C镀层厚度的影响;之后使用熔渗法与铜、铝制备成了复合材料,探索了Mo2C对diamond/Cu复合材料以及diamond/Al复合材料的微观形貌和热导率的不同影响。 实验结果显示 Mo2C镀层的厚度会随着反应时间的缩短而减小。亚微米Mo2C的引入对diamond@Mo2C/Cu以及diamond@Mo2C/Al两种复合材料的热导率起着截然不同的作用。当厚度为500 nm的Mo2C引入diamond/Cu复合材料中时,能够获得657 Wm-1K-1的高热导率,这要归功于界面结合的改善以及低的界面热阻;而金刚石表面镀覆Mo2C后,diamond/Al复合材料的热导率从580 Wm-1K-1降到了218 Wm-1K-1,分析其原因是在熔渗的过程中金刚石表面的Mo2C溶解到基体铝中形成了Al12Mo这种对界面结合有害的相,而且diamond/Al复合材料的断裂方式也由韧性断裂转变为金刚石从铝基体中拔出的方式。

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