低膨胀铜基合金的设计、制备与性能研究

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2、规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年，月日解密，解密后适用上述授权。{(√)2。不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位

3、论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人c签名，：仞慷z口H年f月万方数据摘要近年来，随着微电子工业中电子产品的小型化和集成化的迅猛发展，对电子封装材料的性能提出了越来越苛刻的要求。Cu．Invar复合材料由于综合了铜的高导电导热性和因瓦合金的低热膨胀系数特性，在电子封装中具有良好的应用前景。然而，Cu—Invar复合材料在制备工艺与综合性能方面仍存在一些亟待解决的问题，因此开展该类复合材料新的复合化方法及制备技术的研究具有重要的理论意义和应用价值。本论文基于本课题组所建立的两相分离型铜合金系相图热力学数据库进行

4、合金成分设计，分别采用真空电弧熔炼法、气雾化法结合热压烧结技术制备低膨胀Cu—Invar(Fe64Ni36、Fe37C057Cr9)合金，并对材料的微观组织形貌、热膨胀性能、热导率等进行了系统的研究。其主要研究结果如下：(1)采用真空电弧熔炼法制备Cu—Fe64Ni36合金，并研究了淬火(1000、1100。C)及时效(600、700、800。C)热处理对合金组织与性能的影响。研究结果表明：Cu—Fe64Ni36合金在一定成分及温度范围内均呈现Fcc富铜相与Fcc富因瓦(铁镍)相两相分离组织，这与计算相图的相关系相一致；Cu．Fe64Ni36合金经过100

5、0。C淬火及600。C时效处理后其热膨胀系数明显减小，同时热导率也有一定的提升；通过改变铜的含量，可以对合金的热膨胀性能进行有效地调控。(2)采用气雾化法制备Cu／Fe37C054Cr9复合粉体，其组织具有典型的液相两相分离特征，该两相分别为Fcc富铜相与Fcc富因瓦(铁钻铬)相；Cu／Fe37C054Cr9复合粉通过热压烧结法可获得组织均匀、致密度高的块体材料；退火处理后可以降低复合粉烧结体材料的热膨胀系数，同时使其热导率得到明显提升；与Fcc相分离型Cu—Fe64Ni36合金相比，液相分离型Cu／Fe37C054Cr9复合材料具备较好的综合物理性能。采

6、用Cu30(Feo．37Coo．54Cr009)70复合粉混合铜粉进行烧结，当铜粉添加量为14．1％时，混合粉烧结体材料仍具有低的热膨胀特性(6．52×10石。C。)，同时导热性能有所改善。随着铜粉添加量继续增大，材料的热膨胀系数与热导率均呈现出近似线性增长的趋势。关键词：相分离；合金设计；因瓦合金；热膨胀系数；热导率万方数据AbstractRecently,thedemandsontheperformanceofelectronicpackagingmaterialshavebecamehigherandhigherduetotherapiddevelo

7、pmentsofminiaturizationandintegrationofelectronicproductsinthemicroelectronicindustry．Cu-InvarcompositesthatcombinethehighelectricalandthermalconductivityofcopperwiththelowthermalexpansivityofInvar,havepromisingpotentialforelectronicpackaging．Howevegthepreparationprocessandcompreh

8、ensiveperformanceofCu-Invarcompos