河北大规模铝碳化硅发展趋势

3）、增强体SiC在基体中均匀分布的问题：按结构设计需求，使增强材料SiC均匀地分布于基体中也是铝碳化硅材料制造中的关键技术之一。尤其是在低体份铝碳化硅搅拌法、真空压力浸渗法、粉末冶金法中，SiC颗粒的团聚，以及不同尺寸SiC颗粒均匀分布为一项难点。该问题主要解决方法：①、对增强体SiC进行适当的表面处理，使其浸渍基体速度加快；②、加入适当的合金元素改善基体的分散性；③、施加适当的压力，使其分散性增大；④、施加外场(磁场,超声场等)。铝碳化硅已经应用于PW4000发动机风扇出口导叶。河北大规模铝碳化硅发展趋势

（3）、高比模量：（55%～75%）电子封装及热控元件用铝碳化硅比模量是W/Cu和Kovar合金的4倍、Mo/Cu的2倍。（4）、高热导率：（55%～75%）电子封装及热控元件用铝碳化硅热导率可达（180～240）W/m·K，比Kovar合金提升了（8～9）倍，可有效地扩散热控元件的热量。（5）、主要应用方向及**零件：可同时运用于***和民用领域的热管理材料领域，**零件如***电子IGBT基板、印刷电路板（PCB）基板、封装散热底板、电子元件基座及外壳、功率放大模块外壳及底座等，可替代W/Cu、Mo/Cu、Kovar合金等。天津新型铝碳化硅生产过程杭州陶飞仑制备的大尺寸结构件不仅材料性能优异，且大幅提高了材料的可加工性能。

大电流IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块在工作时，会产生大量的热。尤其是工作电流达到600A以上的IGBT模块。类似功率模块的封装热管理工艺中，考虑的目标是消除热结。那么，需要在芯片底部和散热器之间的热通道建设尽量畅通。铜基板具有良好的导热能力，但铜的热膨胀系数接近IGBT芯片的三倍，而且IGBT芯片陶瓷衬底的面积可高达50mmx60mm，这三倍的差异在低功率模块封装可用陶瓷覆铜板或多层陶瓷覆铜板来过渡解决。高功率模块如果用铜基板去承载芯片衬底同时在下方接合散热器的话，焊接的铜基板经受不住1000次热循环，焊接外缘就会出现分层脱离。这种情况下压接法制造出的模块，如长期在震动环境下使用，如轨道机车、电动汽车、飞机等，其可靠性会大幅下降。那么，如何牢固封装高功率IGBT模块，使其在震动、高温、粉尘等环境下可使用呢？业界的办法是采用AlSiC材料来制作IGBT基板。

铝碳化硅制备技术介绍：

1、铝碳化硅材料成型技术应具备的条件：

铝碳化硅制备工艺种类较多，包含粉末冶金法、搅拌铸造法、真空压力浸渗法、原位生成法、无压浸渗法等等，使增强材料SiC均匀地分布金属基体中，满足复合材料结构和强度要求；能使复合材料界面效应、混杂效应或复合效应充分发挥；能够充分发挥增强材料对基休金属的增强、增韧效果；设备投资少，工艺简单易行，可操作性强；便于实现批量或规模生产;能制造出接近**终产品的形状，尺寸和结构，减少或避免后加工工序。 高体分铝碳化硅广泛应用于新能源汽车的IGBT模块中。

目前，铝碳化硅制备工艺中，在制备55vol%~ 75vol% SiC高含量的封装用AlSiC产品时多采用熔渗法，其实质是粉末冶金法的延伸。它通过先制备一定密度、强度的多孔碳化硅基体预制件，再渗以熔点比其低的金属填充预制件，其理论基础是在金属液润湿多孔基体时，在毛细管力作用下，金属液会沿颗粒间隙流动填充多孔预制作孔隙，脱模无需机械加工，在其表面上覆盖有一层0.13mm-0.25mm厚的完美铝层，按用途电镀上Ni、Au、Cd、Ag等，供封装使用。铝碳化硅已经应用于玉兔号行走装置。湖南标准铝碳化硅产品介绍

杭州陶飞仑公司铝碳化硅相关方产品主要应用于航空、航天、电子、电力等多个行业。河北大规模铝碳化硅发展趋势

除用作惯性器件外，光学/仪表级铝基碳化硅还可替代铍材、微晶玻璃、石英玻璃等用作反射镜镜坯。例如，美国已采用碳化硅颗粒增强铝基复合材料制成了超轻空间望远镜的主反射镜和次反射镜，主镜直径为0.3m。反射镜面带有抛光的化学镀镍层，镍反射层与铝基复合材料基材结合良好、膨胀也十分匹配。在（230-340）K之间进行320次循环后，镍反射层仍能保持1/10可见光波长的平面度。由于结构的改进，铝碳化硅反射镜比传统玻璃反射镜轻50%以上。由于多处采用了新材料。使得整个空间望远镜重量*为4.54kg。河北大规模铝碳化硅发展趋势

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