本發(fā)明涉及電子封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車(chē)電子封裝用納米金剛石-硅復(fù)合增強(qiáng)鋁鎂合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
汽車(chē)電子是汽車(chē)電子控制裝置和車(chē)載汽車(chē)電子裝置的總稱(chēng)，汽車(chē)電子在汽車(chē)技術(shù)中占據(jù)至關(guān)重要的位置，是開(kāi)發(fā)新車(chē)型、改進(jìn)汽車(chē)性能最重要的技術(shù)措施。由于汽車(chē)內(nèi)部存在極端的工作溫度范圍、強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)以及污漬較多等惡劣環(huán)境因素，要確保汽車(chē)電子產(chǎn)品性能不受干擾，必須做好產(chǎn)品的封裝工作，選擇好的封裝材料以實(shí)現(xiàn)行業(yè)更低的成本、更強(qiáng)的功能、更高的可靠性等技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
理想的電子封裝材料要具備熱膨脹系數(shù)低、高導(dǎo)熱、氣密性佳、足夠的強(qiáng)度和剛度、便于加工成型和焊接以及輕質(zhì)輕量等優(yōu)點(diǎn)，目前常用的幾類(lèi)封裝材料主要有塑料封裝材料、陶瓷封裝材料、金屬封裝材料以及金屬基復(fù)合材料幾大類(lèi)，其中金屬基復(fù)合電子封裝材料具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)，尤其是鋁基金屬材料，其輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在汽車(chē)領(lǐng)域廣受青睞，提高鋁基封裝材料的綜合性能也是研究熱點(diǎn)?！墩婵諢釅簾Y(jié)法制備金剛石/Al-Cu基復(fù)合材料》一文利用真空熱壓燒結(jié)的方式改善金剛石與鋁的界面不良反應(yīng)，同時(shí)加入Cu粉改善性能，這種方法使用的是微米級(jí)的金剛石粉體，雖然獲得了高熱導(dǎo)率的復(fù)合材料，但是合金材料的強(qiáng)度、塑性卻在一定程度上降低，使用范圍受限，納米級(jí)無(wú)機(jī)材料在改善合金性能方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，但是納米級(jí)材料在合金中的分散性卻不盡如人意。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車(chē)電子封裝用納米金剛石-硅復(fù)合增強(qiáng)鋁鎂合金材料及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種汽車(chē)電子封裝用納米金剛石-硅復(fù)合增強(qiáng)鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成：鎂6-8%、銅2-3%、鈦1-2%、納米金剛石-硅溶膠50-60%、造孔劑1-2%、無(wú)水乙醇0.5-1%、余量為鋁。
所述的納米金剛石/硅溶膠由以下方法配制而成：將十二烷基三甲基溴化銨投入無(wú)水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入納米金剛石、納米二氧化硅，超聲振蕩分散5-10h，即得；其中納米金剛石、納米二氧化硅、無(wú)水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨四者的重量比為1：1：5：0.1。
所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。
所述的一種汽車(chē)電子封裝用納米金剛石-硅復(fù)合增強(qiáng)鋁鎂合金材料的制備方法包括以下步驟：
（1）先將鋁、鎂、銅、鈦、造孔劑、無(wú)水乙醇混合，以200-500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5-10min，所得混合物料經(jīng)壓實(shí)致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為：體系以15-20℃/min的升溫速度升溫至500-550℃，在溫度達(dá)到450℃時(shí)加壓，壓力為50-100MPa，保溫?zé)Y(jié)30-50min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用；
（2）將步驟（1）所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入納米金剛石/硅溶膠，在-0.01--0.05MPa下滲積40-60min，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80-100℃烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在700-800℃、20-30MPa壓力下再次燒結(jié)20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
（1）本發(fā)明的封裝材料以鋁鎂合金作為基材，并在其中摻混銅、鈦元素，提高了復(fù)合合金材料的綜合力學(xué)性能，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫、可塑性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。
（2）本發(fā)明在工藝上先將合金粉末加工成泡沫鋁鎂合金預(yù)制件，并將納米金剛石/硅溶膠真空滲積到合金件中，再經(jīng)過(guò)二次燒結(jié)后制得成品，這種工藝流程改善了納米材料在合金材料中容易團(tuán)聚的現(xiàn)象，有效的改善了合金材料的力學(xué)性能，獲得具有高導(dǎo)熱、低膨脹系數(shù)、輕質(zhì)、耐溫的合金材料，貼合汽車(chē)電子系統(tǒng)的工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)耐用，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)還能有效降低環(huán)境噪音，為高性能汽車(chē)的發(fā)展保駕護(hù)航。
具體實(shí)施方式
一種汽車(chē)電子封裝用納米金剛石硅復(fù)合增強(qiáng)鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成：鎂6%、銅2%、鈦1%、納米金剛石硅溶膠50%、造孔劑1%、無(wú)水乙醇0.5%、余量為鋁。
其中納米金剛石/硅溶膠由以下方法配制而成：將十二烷基三甲基溴化銨投入無(wú)水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入納米金剛石、納米二氧化硅，超聲振蕩分散5h，即得；其中納米金剛石、納米二氧化硅、無(wú)水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨四者的重量比為1：1：5：0.1。
其中造孔劑為球形尿素。
該合金材料的制備方法包括以下步驟：
（1）先將鋁、鎂、銅、鈦、造孔劑、無(wú)水乙醇混合，以200轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5min，所得混合物料經(jīng)壓實(shí)致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為：體系以15℃/min的升溫速度升溫至500℃，在溫度達(dá)到450℃時(shí)加壓，壓力為50MPa，保溫?zé)Y(jié)30min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用；
（2）將步驟（1）所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入納米金剛石/硅溶膠，在-0.01MPa下滲積60min，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80℃烘箱中干燥處理3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在700℃、30MPa壓力下再次燒結(jié)30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
取所制得的材料制備標(biāo)準(zhǔn)試樣，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為：
密度：2.68g/cm3；抗彎強(qiáng)度：54MPa；導(dǎo)熱率：182W/m.k；熱膨脹系數(shù)：2.2×10-6m/k；是否可焊接：是。