高取向AlN/石墨复合材料的制备及性能研究

【作者】 张晓钰； 史忠旗； 王生凯； 王继平； 王红洁； 杨建锋； 乔冠军；

【机构】 西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室； 江苏大学材料科学与工程学院；

【摘要】 将Al N和高度石墨化的片状石墨相复合,有望制备出具有低密度、高强度、高导热、低热膨胀等优点的复合材料。本研究以不同含量配比的Al N粉和片状石墨粉为原料,通过真空抽滤的方式使片状石墨定向排布,Al N粉末均匀分散于片状石墨之间,利用等离子活化烧结（PAS）装置进行快速热压烧结,制备出高取向Al N/石墨复合材料。研究结果表明,Al N的加入显著提高了材料的致密度及抗弯强度,这主要是由于Al N均匀分布于石墨片层间,在PAS过程中烧结形成三维增强骨架所致。当Al N的添加量为20wt%时,所制备的复合材料密度为2.31g·cm^-3,相对密度393%,已基本致密;室温下,样品沿片层方向导热率达316W·m^-1·K^-1,显著高于垂直片层方向的热导率22W·m^-1·K^-1;同时垂直于片层方向热膨胀系数为9.73K^-1,明显低于石墨垂直片层方向的热膨胀系数,表明Al N骨架的形成有效抑制了片状石墨沿该方向的热膨胀。因此,通过上述方法成功制备出集轻质、高强、高导热、低热膨胀的复合材料,有望应用于电子封装领域。更多还原