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金刚石/铜基复合材料的界面结构调控开题报告

 2020-04-23 19:37:28  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着电子信息技术的迅猛发展,半导体器件和电路不断向高功率、高集成度、小型化的方向发展。根据热力学第二定律可知,尺寸越小的电子器件放置电子元器件越多,其热流密度越大,从而对现代热管理材料的热学性能要求更高。

电子封装材料主要用于电子元器件的散热、机械支撑和环境保护,使电子元器件可以稳定地发挥正常的功能,对电子元器件的可靠性和稳定性起着关键性的作用,理想的半导体电子封装材料应具备如下基本条件:

1) 热导率高,可以将半导体芯片工作时产生的热以较快的速度传导出去;

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1) 以金刚石为原材料,采用熔盐法和化学镀等方法分别制备Zr/ZrC@金刚石及Cu@Zr/ZrC@金刚石复合粉体;

2) PAS烧结制备金刚石/铜基复合材料;

3) 金刚石/铜基复合材料结构表征和热学性能测试。

表2-1 实验原料

原料名称

化学式

规格

生产厂家

金刚石

C

100 μm

河南黄河旋风有限公司

氧化Zr

ZrO2

99.8%

国药集团化学试剂有限公司

氯化钾

KCl

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

氯化钠

NaCl

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

硫酸铜

CuSO4·5H2O

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

酒石酸钾钠

C4H4O6KNa·4H2O

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

2-2′联吡啶

C10H8N2

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

甲醛

HCHO

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

氢氧化钠

NaOH

分析纯

国药集团化学试剂有限公司

去离子水

H2O

实验室自制

表2-2 实验设备

设备名称

型号

厂家

电子天平

BS 224S

北京赛多利斯仪器系统有限公司

恒温水浴锅

DF-101S

河南巩义予华有限公司

蠕动泵

BT101L

保定雷弗流体科技有限公司

真空冷冻干燥机

FD-1C-80

上海岩征实验仪器有限公司

管式电炉

SK-G08123K

合肥科晶科技有限公司

二维混料机

QM-A

河南瑞光机械科技有限公司

等离子活化烧结炉

ED-PAS-111

日本ELENIX公司

2.2 研究目标

1) 制备高导热、低热膨胀系数的金刚石-Cu复合材料

2) 掌握Zr改性的金刚石颗粒以及金刚石-Cu复合材料的制备方法;

3) 掌握材料的加工和测试手段

2.3 技术方案

3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-9周:按照设计方案,制备金刚石-cu复合材料。

第10-12周:采用xrd、fe-sem、tem、热学测试等测试技术对复合材料的物相、显微结构、热学性能进行测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] tan z, li z, fan g, et al. enhanced thermal conductivity in diamond/aluminum composites with a tungsten interface nanolayer[j]. materials amp; design, 2013, 47: 160-166.

[2] ji g, tan z, lu y, et al. heterogeneous interfacial chemical nature and bonds in a w-coated diamond/al composite[j]. materials characterization, 2016, 112: 129-133.

[3] abyzov a m, kruszewski m j, ciupiński #321;, et al. diamond–tungsten based coating–copper composites with high thermal conductivity produced by pulse plasma sintering[j]. materials amp; design, 2015, 76: 97-109.

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