Lati awọn ọdun 1980, iwuwo isọpọ ti awọn iyika itanna ti n pọ si ni oṣuwọn ọdọọdun ti 1.5 × tabi yiyara. Ijọpọ ti o ga julọ nyorisi awọn iwuwo lọwọlọwọ ti o tobi julọ ati iran ooru lakoko iṣẹ.Ti ko ba tuka daradara, ooru yii le fa ikuna igbona ati dinku igbesi aye awọn paati itanna.
Lati pade awọn ibeere iṣakoso igbona igbona, awọn ohun elo iṣakojọpọ itanna to ti ni ilọsiwaju pẹlu adaṣe igbona ti o ga julọ ni a ṣe iwadii lọpọlọpọ ati iṣapeye.
Diamond/Ejò eroja ohun elo
01 Diamond ati Ejò
Awọn ohun elo iṣakojọpọ ti aṣa pẹlu awọn ohun elo amọ, awọn pilasitik, awọn irin, ati awọn alloy wọn. Awọn ohun elo seramiki bii BeO ati AlN ṣe afihan awọn CTE ti o baamu semikondokito, iduroṣinṣin kemikali ti o dara, ati adaṣe igbona iwọntunwọnsi. Sibẹsibẹ, iṣelọpọ eka wọn, idiyele giga (paapaa BeO majele), ati awọn ohun elo opin brittleness. Iṣakojọpọ ṣiṣu nfunni ni idiyele kekere, iwuwo ina, ati idabobo ṣugbọn o jiya lati aiṣiṣẹ igbona ti ko dara ati aisedeede iwọn otutu. Awọn irin mimọ (Cu, Ag, Al) ni adaṣe igbona giga ṣugbọn CTE ti o pọ ju, lakoko ti awọn alloys (Cu-W, Cu-Mo) ṣe adehun iṣẹ ṣiṣe igbona. Nitorinaa, awọn ohun elo iṣakojọpọ aramada ti o ni iwọntunwọnsi iṣiṣẹ igbona giga ati CTE aipe ni a nilo ni iyara.
| Imudara | Imudara Ooru (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | Ìwúwo (g/cm³) |
| Diamond | 700-2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| Awọn patikulu BeO | 300 | 4.1 | 3.01 |
| Awọn patikulu AlN | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| Awọn patikulu SiC | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| B₄C patikulu | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| Okun boron | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| Awọn patikulu TiC | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Awọn patikulu Al₂O₃ | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| SiC whiskers | 32 | 3.4 | – |
| Si₃N₄ patikulu | 28 | 1.44 | 3.18 |
| TiB₂ patikulu | 25 | 4.6 | 4.5 |
| SiO₂ patikulu | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
Diamond, ohun elo adayeba ti o nira julọ ti a mọ (Mohs 10), tun ni iyasọtọImudani gbona (200-2200 W/(m·K)).
Diamond bulọọgi-lulú
Ejò, pẹlu igbona giga / ina elekitiriki (401 W/ (m·K)), ductility, ati iye owo ṣiṣe, ti wa ni o gbajumo ni lilo ninu ICs.
Ni idapọ awọn ohun-ini wọnyi,diamond / Ejò (Dia / Cu) apapo-pẹlu Cu bi matrix ati diamond bi imuduro-n farahan bi awọn ohun elo iṣakoso igbona ti iran ti nbọ.
02 Key Fabrication Awọn ọna
Awọn ọna ti o wọpọ fun igbaradi diamond / bàbà pẹlu: irin lulú, iwọn otutu giga ati ọna titẹ agbara, ọna immersion yo, ọna sisọ pilasima, ọna fifa tutu, ati bẹbẹ lọ.
Ifiwera ti awọn ọna igbaradi ti o yatọ, awọn ilana ati awọn ohun-ini ti iwọn patiku-ẹyọkan ti okuta iyebiye / awọn akojọpọ idẹ
| Paramita | Powder Metallurgy | Igbale Gbona-Titẹ | Sipaki Plasma Sintering (SPS) | Ooru-titẹ ga-giga (HPHT) | Tutu sokiri ifisun | Yo Infiltration |
| Diamond Iru | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| Matrix | 99,8% Cu lulú | 99,9% electrolytic Cu lulú | 99,9% Cu lulú | Alloy / funfun Cu lulú | Pure Cu lulú | Pure Cu olopobobo / ọpá |
| Iyipada wiwo | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| Iwon patikulu (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| Ida iwọn didun (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| Iwọn otutu (°C) | 900 | 800–1050 | 880–950 | 1100-1300 | 350 | 1100-1300 |
| Titẹ (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| Akoko (iṣẹju) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| Ìwọ̀n Ìbátan (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| Iṣẹ ṣiṣe | ||||||
| Imudara Ooru To Dara julọ (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
Awọn ilana akojọpọ Dia/C ti o wọpọ pẹlu:
(1)Powder Metallurgy
Diamond adalu/C powders ti wa ni compacted ati sintered. Lakoko ti o munadoko-doko ati rọrun, ọna yii n mu iwuwo to lopin, awọn microstructures inhomogeneous, ati awọn iwọn ayẹwo ihamọ.
Sintering kuro
(1)Ooru-titẹ ga-giga (HPHT)
Lilo awọn titẹ ọpọ-anvil, didà Cu ṣe infiltrates awọn lattice diamond labẹ awọn ipo ti o pọju, ti o nmu awọn akojọpọ ipon jade. Sibẹsibẹ, HPHT nilo awọn apẹrẹ gbowolori ati pe ko yẹ fun iṣelọpọ iwọn nla.
Cubic tẹ
(1)Yo Infiltration
Molten Cu ṣe itọsi awọn apẹrẹ okuta iyebiye nipasẹ iranlọwọ-titẹ tabi infiltration ti o dari capillary. Abajade awọn akojọpọ ṣaṣeyọri> 446 W/(m·K) iṣiṣẹ igbona.
(2)Sipaki Plasma Sintering (SPS)
Pulsed lọwọlọwọ nyara sinters adalu powders labẹ titẹ. Botilẹjẹpe o munadoko, iṣẹ SPS dinku ni awọn ida diamond> 65 vol%.
Aworan atọka ti eto isunmọ pilasima idasilẹ
(5) Tutu sokiri ifipamọ
Awọn lulú ti wa ni onikiakia ati fi sii sori awọn sobusitireti. Ọna isunmọ yii dojukọ awọn italaya ni iṣakoso ipari dada ati afọwọsi iṣẹ ṣiṣe igbona.
03 Iyipada wiwo
Fun igbaradi ti awọn ohun elo idapọmọra, rirọ laarin awọn paati jẹ ohun pataki ṣaaju fun ilana apapo ati ifosiwewe pataki kan ti o kan eto wiwo ati ipo isọpọ wiwo. Ipo ti kii ṣe tutu ni wiwo laarin diamond ati Cu nyorisi si ilodisi igbona wiwo ti o ga pupọ. Nitorinaa, o ṣe pataki pupọ lati ṣe iwadii iyipada lori wiwo laarin awọn mejeeji nipasẹ ọpọlọpọ awọn ọna imọ-ẹrọ. Lọwọlọwọ, awọn ọna meji lo wa lati mu iṣoro wiwo laarin diamond ati Cu matrix: (1) Itọju iyipada oju ti diamond; (2) Alloying itọju ti awọn Ejò matrix.
Atunse sikematiki aworan atọka: (a) Pipa taara lori dada ti diamond; (b) Matrix alloying
(1) Dada iyipada ti diamond
Gbigbe awọn eroja ti nṣiṣe lọwọ bii Mo, Ti, W ati Cr lori ipele oju ilẹ ti ipele imudara le mu ilọsiwaju awọn abuda oju-ọna ti diamond, nitorinaa imudara imudara igbona rẹ. Sintering le jeki awọn loke eroja lati fesi pẹlu awọn erogba lori dada ti diamond lulú lati fẹlẹfẹlẹ kan ti carbide orilede Layer. Eyi ṣe iṣapeye ipo ọrinrin laarin diamond ati ipilẹ irin, ati pe ti a bo le ṣe idiwọ ọna ti diamond lati yipada ni awọn iwọn otutu giga.
(2) Alloying ti awọn Ejò matrix
Ṣaaju sisẹ akojọpọ ti awọn ohun elo, itọju iṣaaju-alloying ni a ṣe lori bàbà ti fadaka, eyiti o le ṣe agbejade awọn ohun elo idapọmọra pẹlu iṣiṣẹ igbona giga gbogbogbo. Doping ti nṣiṣe lọwọ eroja ni Ejò matrix ko le nikan fe ni din wetting Angle laarin Diamond ati Ejò, sugbon tun ina kan carbide Layer ti o jẹ ri to tiotuka ninu Ejò matrix ni Diamond / Cu ni wiwo lẹhin ti awọn lenu. Ni ọna yii, pupọ julọ awọn ela ti o wa ni wiwo ohun elo jẹ atunṣe ati kun, nitorinaa imudara imudara igbona.
04 Ipari
Awọn ohun elo iṣakojọpọ aṣa ti kuna ni iṣakoso ooru lati awọn eerun to ti ni ilọsiwaju. Awọn akojọpọ Dia/Cu, pẹlu CTE ti o le tunṣe ati adaṣe igbona ultrahigh, ṣe aṣoju ojutu iyipada fun ẹrọ itanna iran-tẹle.
Gẹgẹbi ile-iṣẹ imọ-ẹrọ giga ti o ṣepọ ile-iṣẹ ati iṣowo, XKH fojusi lori iwadii ati idagbasoke ati iṣelọpọ ti awọn akojọpọ diamond / Ejò ati awọn akojọpọ matrix irin ti o ga julọ bii SiC / Al ati Gr / Cu, n pese awọn solusan iṣakoso igbona imotuntun pẹlu adaṣe igbona ti ju 900W / (m · K) fun awọn aaye ti apoti itanna ati awọn modulu aero.
XKH's Diamond Ejò clad laminate composite material:
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Karun-12-2025