陕西通用铝碳化硅设计标准

AESA由数以千计的T/R模块（有的高达9 000 个左右）构成，在每个T/R模块内部都有用GaAs 技术制作的功率发射放大器、低噪声接收放大器、T/ R开关、多功能增益/相位控制等电路芯片，**终生产关键在其封装技术上，因机载对其体积与重量的限制极为苛刻。AlSiC集低热胀、高导热、轻质于一体，采用AlSiC外壳封装T/R模块，包括S、C、X、Ku波段产品，可满足实用需求。雷达APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷达，其AESA直 径约1m，用2 000个T/R模块构成，每个T/R模块 输出功率10W，移相器6位，接收噪声系数2.9dB，体积6.4cm3，重14.88g,平均故障间隔MTBF20万h，其发射功率比初期产品增加16倍，接收噪声系数降低1倍，体积重量减少83%,成本下降82%。以1000个T/R模块构成机载AESA雷达为例，用 AlSiC替代Kovar，雷达重量可减轻34kg，而热导率比Kovar提高10余倍，且提高整机可靠性MTBF达2000h以上。试验表明，即使AESA中10%的T/R模块产生故障，对系统无***影响，30%失效时，仍可维持基本工作性能，具有所谓的“完美降级” 能力。杭州陶飞仑新材料有限公司可大批量生产高性能的铝碳化硅复合材料。陕西通用铝碳化硅设计标准

铝基碳化硅(AlSiC)颗粒增强复合材料，因其具有高比强度和比刚度、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性、导热性以及耐磨、耐疲劳等优异的力学性能和物理性能，被用于电子封装构件材料，在大功率率IGBT 散热基板、LED封装照明、航空航天等**领域以及民用信息相控阵天线T/R模块、大功率微波产品以及宇航电源热沉载体、壳体中被广泛应用。高体分SiCp/Al复合材料中主要采用焊接的方式与器件连接，基体材料由于碳化硅颗粒的存在，导致其表面润湿性能较差，无法满足焊接功能要求，因此必须在材料表面制备可焊金属镀覆层。陕西新型铝碳化硅好选择铝碳化硅已经应用于制动阀片。

低体分铝碳化硅的**应用领域——轻量化结构件方向、耐磨方向：

早在20世纪80年代，低体分铝碳化硅就作为非主承载结构件成功地应用于飞机上，典型案例为洛克希德马丁公司生产的电子设备支架。本世纪开始，该材料作为主承载结构件在飞机上正式应用。F-18“大黄蜂”战斗机上采用铝碳化硅作为液压制动器缸体，与替代材料铝青铜相比，不仅重量减轻、膨胀系数降低，而且疲劳极限还提高一倍以上。在直升机上的应用方面，欧盟也取得了突破性进展。

在国内，随着AESA产品的定型，T/R模块出现批量生产需求，其基板、壳体的生产极为关键，采用近净成形技术，研制出小批量T/R模块封装外壳样品。用无压溶渗AlSiC制作基座替代W-Cu基座，封装微波功率器件，按GJB33A-97和GJB128A-97军标严格考核，器件的微波性能、热性能无变化，可完全满足应用要求，前者的重量只及W-Cu基座的 20%,且成本*为后者的1/3左右，有望在封装领域大量替代W-Cu、Mo-Cu等材料。国产L波段功率器件月批量生产累计上千只，实现某型号雷达***国产化、固态化，今后几年会持续批量生产，S、C波段功率模块怎样低成本生产，将涉及AlSiC封装材料的研发应用。铝碳化硅已经应用于丰田发动机缸体。

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)。高体分铝碳化硅广泛应用于微电子的散热基板中。陕西新型铝碳化硅好选择

高体分铝碳化硅复合材料具有强度高、高导热、低热膨胀系数等优异性能。陕西通用铝碳化硅设计标准

2、铝碳化硅材料成型的关键技术：由于金属所固有的物理和化学特性，其加工性能不如树脂好，在制造铝基碳化硅材料中还需解决一些关键技术，其中主要表现于：加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应；增强材料与基体浸润性差；增强材料在基体中的分布。

（1）、高温下的不利化学反应问题：在加工过程中，为了确保基体的浸润性和流动性，需要采用很高的加工温度（往往接近或高于基体的熔点）。在高温下，基体与增强材料易发生界面反应，生成有害的反应产物Al4C3，呈脆性，会成为铝碳化硅材料整体破坏的裂纹源。因此控制复合材料的加工温度是一项关键技术。该问题主要解决方法：①、尽量缩短高温加工时间，使增强材料与基体界面反应时间降低至比较低程度；②、通过提高工作压力使增强材料与基体浸润速度加快；③、采用扩散粘接法可有效地控制温度并缩短时间。 陕西通用铝碳化硅设计标准

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