化学镀法制备cu-si复合粉体工艺研究

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1、化学镀法制备Cu．Si复合粉体工艺研究而且作为材料的后起之秀，它可能引发异常大规模的材料革命。1．1．2．1用于热喷涂涂层如耐磨蚀涂层用金属／陶瓷复合粉制成的涂层以耐磨、耐蚀、耐高温氧化而具有发展前景。著名的Pratt&Wbiney(美)和RDlls．Royce(英)等航空发动机制造公司在1975年前后就有上千种零件采用热喷涂工艺进行复合粉末的涂覆，使JTBD．9及JTBD．7发动机的寿命从4000h提高到16000h以上，这一点关键是提高了构件在高温下的耐磨性。目前，用于耐磨层的复合粉末大致如下：①抗磨损的自润滑涂层用复合粉有CM

2、BaS04，Ni／石墨、Ni／MoS2(或BC)，Ni／聚四氟乙烯；②弥散强化抗磨损涂层用复合粉有Cr3C、Cu(或Fe)／A1203、Ni／TiB2、Ni．Cr／Cr3C2、Ni．Co／WC、Ni／Cr203。金属包覆复合粉末还可用于导电层、Ag／Ni浆料、Ag／Pd浆料以及抗辐射涂层等其他功能性涂层，如在ABS塑料上喷涂Cu／Ni或N“Cu复合粉，可以起到屏蔽的作用。1．1．2．2用于制备金属．陶瓷复合材料通过化学镀的方法，可以制备金属一陶瓷复合粉体，之后进行烧结，从而得到金属一陶瓷复合材料。王尚军、马智勇等人[3】尝试在A12

3、03和TiC陶瓷粉体表面采用化学镀的方法包覆一层钴膜，经热压烧结得到综合力学性能良好的新型金属．陶瓷复合材料，取得了很大进展。把钴膜包覆在陶瓷粉末的表面，改善了陶瓷颗粒之间的结合状态，有效的驵止了烧结过程中A1203和nC的聚集和长大及可能发生的化学反应，减少了气相的生成，从而得到了组织致密的陶瓷材料；同时，金属Co通过塑性变形，缓解了部分应力集中，增加了裂纹扩展的能量，从而增强了复合陶瓷的韧性。1．1．2．3用于其他复合材料的制备传统的复合材料制备方法主要有粉末冶金法和铸造法。如果使用金属包覆型复合粉末作为制取复合材料的原料，由于

4、金属包覆增强颗粒、金属和增强颗粒分布均匀，结合强度大，所以在粉末冶金法中易于成形和烧结，而且大大减少其制造工序。在铸造工程中金属熔体很容易渗入增强体中，制造的复合材料必定孔隙2化学镀法制各Cu．Si复合粉体工艺研究减少，性能优良。因此，金属包覆复合粉末是制造金属基复合材料必不可少的基本原料。1992年4月在美国举办的新材料与电子封装专题讨论会上，专家们一致认为金属基复合材料最重要的发展方向之一是用电子封装材料。电子封装材料是用于承载电子元器件及其相互联线，起机械支持、密封环境保护、散失电子元件的热量等作用，是集成电路的密封体。因此对

5、材料的性能要求总体如下：作为一种底座电子元件，用于承载电子元器件及其互联线，封装材料必须和置于其上的元器件在电学性质、物理性质、即和化学性质方面保持良好的匹配【4，5J；良好的热导性能；较低的热膨胀系数，Si和GaAs相匹配，若二者热膨胀系数相差较大，电子器件工作时的快速热循环易引入热应力而导致失效；高频特性良好，即低的介电常数和低的介质损耗；强度和刚度高，即对芯片起到支撑和保护的作用；良好的加工成型和焊接性能；密度小，以减轻重量；化学性质稳定。金属基复合材料具备以上要求的所有性能。目前引人注目的电子封装用金属基复合材料有：A1／S

6、icp、Cu／siCp、～／C、触倡、舢／

7、[BeO)p、Be倍eO、Si／Al等，以及Si3N4、AIN、B4C、TiB2、A1203，金刚石等增强舢、Mg、Cu等金属基复合材料，特别是石墨、SiCp、A1203等颗粒增强铝基复合材料，因其比强度高，导电、导热性、热膨胀系数低好而倍受青睐。其它复合材料方面，Cu-石墨包覆粉，由于其导电、减摩耐磨性能好，多用于触点和集成电路：青铜／石墨复合粉，由于其较低的摩擦系数，较高的力学强度和多相组织结构，因而作为一类新型的减摩材料而被广泛用作车床轴承、磁力轴承、夹具支点材料等。从以上的研究工作

8、可见，金属复合对改善陶瓷材料的脆性具有积极的意义，因而在这方面进行进一步的研究是必要的。铜单质不但具有金属通性，还有自己独特的性质，如更高的导电率，更好的导热和膨胀系数，好的封装性能等。因此，制备铜．陶瓷的复合材料有很好的应用前景。1．1．3金属．陶瓷复合粉体的制备方法制备分散均匀的金属一陶瓷复合粉体是制备陶瓷复合材料的关键。金属．陶瓷复合粉末的制备中常用的方法包括：机械球磨法、溶胶．凝胶法、化学镀法等。化学镀法制各Cu．Si复合粉体工艺研究1．1．3．1机械球磨法【6】机械球磨法是最常用的复合粉体的制备方法，适用于几乎所有的粉体复

9、合体系。这种方法具有操作简便，成本较低，可以直接工业化的优点，但是在球磨过程中难免带入磨球、磨罐的成分和分散不均匀的缺点。1．1．3．2溶胶．凝胶法【7】这种方法的主要步骤均为先将前驱体溶入溶剂中(水或有机溶剂)形成均匀溶液，通过溶质