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1、电子封装铝基复合材料线膨胀研究喻学斌张国定金燕萍吴人洁上海交通大学复合材料研究所文摘本文述了电子封装铝基复合材料的制备过程。试出铝基复合材。,,料线膨胀系数发现经不同冷却处理或者浏试不同的方向其线膨胀都不一样根据残余应力和择优取向理论解释了这种现象。,,仁,’明,线关键词电子封装铝基复合材料膨胀来数前言作复合材料预制件。、、。随着计算机航空电子军事通讯等方预制件制作成形剂,面的迅速发展传统的电子封装材料已经满足不了这些领域进一步发展的需要〔’、’〕。表原材料铝基复合材料可保持铝基体的导热性。材料基体短纤维长纤维,能好和密度低的长处更重要的是可以通过
2、丁选择增强体、改变增强体体积分数和排布方主要成分式等手段实现复合材料的线膨胀系数的设密度,,计以满足铝基复合材料用作电子封装时一需线膨胀系数小川且保持排布面内线膨胀尺寸拜五一各向同性的要求。铝基复合材料用作电子封装具有,广阔的应用前景研究其线膨胀具有混匀加压成形干燥重大的现实意义。长纤维预制件制作长纤维正交对材料制备称排布加压成形干燥我们采用真空压力渗透铸造法制备铝短纤维预制件制作剪成一一基复合材料,原材料见表。短纤维一加入成形剂一混匀加压预制件成形干燥。考虑到二一面内需线膨胀系数低真空压力渗透铸造,且各向同性的要求我们采用了三种方法制预制件装入模
3、子中密封放入铸造宇航材料工艺年第期一一炉铸造。金相组织,这种方法制成的复合材料增强体体积,增,分数高强体在基体中分布均匀气孔等。,,缺陷少和短纤维增强的复合材料因,。压制过增强体会趋向于压制面内排布实验万,了实验设备采用美国公司生产的型热,、、沮度℃机械检测仪测试过程数据采集数据处理图线膨胀曲线二由计算机完成、测试参数的选择℃,探,升温速率头压力月七」之,。冷却速率℃试样制备、线切割成的测习试样品,取样情况见图。加压方向加压方向一度℃’’图短纤维线膨胀曲线一⋯’声了,厂了二夕之,厂。兮。。图取样情况习、了汀‘一正交对称排布试徉一短纤维和复合材料试一
4、。户样退度℃实验结果及讨论实验结果图短纤维线膨胀曲线实验结果如图所示。以复合材料的压向和压面内线膨胀系数会讨论产生一定的差异。从图和表可以看出从图、图和表可以发现短纤维复合材料的向和一刃面内的线膨胀系。,,组成的复合材料向和一面内线膨胀数有些差别原因是压制预制件时,,系数差别更加明显并且这种差别因增强纤颗粒在外力作用下发生一定的择优取,,向,这个现象从图的金相照片可以看到。所维种类和体积分类不同而不同其中一一宇航材料工艺年第期自然表现出,一面内线膨胀系数小方向的线膨胀系数大。因为弹性模量声一“丁,,,、比甲,户高弹性模量低预制件压制时夕。,闷一劝一
5、公八,。一预制件容易被压缩预制件难压缩这,自,闷勺,样轴向趋向平行于一面排布程户,。,度高增强体的体积分数也高同理轴向趋向平行一面排布程度较低,于增强体的体积分数也小。一度℃从表、图可以发现试样处理状态不,同正交对称排布的碳纤维增强铝基复合材图不同冷却处理后料。原线膨曲线一面内的线膨胀系数也不一样,一水冷沼一水冷沼。因是处理状态不同一护冷试样内部的残余应力大小世就不一样。复合材料的线膨胀系数降表和短纤维线序胀系教低,实际上是纤维和基体之间相互抑制的结,材料方向沮度℃果这种抑制是通过内应力的产生和传递来。,实现的试样经高温水淬后因纤维轴向膨胀系数小,
6、冷到室温时基体所受残余应力为,,反向拉应力纤维上是受压应力且此时残余应一货劣。,甲内力最大当试样由低温升向高温时因膨胀短向···系数不同,温度变化使基体受压应力,纤维刀一望髯替尝替考,甲内轴向受拉应力这种应力状态同残余应力状。短向态刚好相反相互抵消的结果使得试样更容子盗警火瞥,护内易膨胀也就是说此种处理状态下的线膨胀系数更大。当第,二次升温时由于内部残余,,表,一夕面内线序应力变小试样线膨胀变得较困难一点结胀系数甲一‘,果线膨胀系数要比第一次升温的线膨胀系。,处理沮度数小一点试样完全退火处理后其内部残。,、余应力很小当试样由低温升向高温时不状态存在
7、状态刚好相反的残余应力抵消来自于水淬因基体和纤维膨胀系数不同而产生的应力纤维受拉应力,基体受压应力,所以该状,。态膨胀最困难线膨胀系数最小退火结论①真空压力渗透铸造可以制得在一,。大小产生短纤维增强的复合材料一,刃面内线膨胀系数低于并且线膨向与一面内的线膨胀差异的原因是胀性能各向同性的、碳纤维增强铝基复,,制作增强体预制件时施加了较大的压力合材料。符合做电子封装材料的要求。使短纤维轴向取向平行于一刃面排布。下转第页宇航材料工艺年第期一一,,根据国家标准一《表面粗国内尚未见到因此本成果填被了空白取,,。糙度比较样块铸造表面制造共有种规代进口节省可观的
8、外汇,,、,格样块采用电铸法复制的金属表面阳模该机床三轴数控三轴联动为国内三,,根据合金材制裁的不同进行着色处理使之轴系统
