金屬基復合材料由于結(jié)構特殊，因此在傳熱性能方面具有較好的優(yōu)勢。其中，金剛石／鋁復合材料由于具有低密度、高導熱和熱膨脹系數(shù)可調(diào)等優(yōu)勢而成為熱管理領域的研究熱點和發(fā)展方向，例如作為導熱性能優(yōu)異的熱管理材料，可以協(xié)調(diào)逐漸增大的功率密度與周圍環(huán)境的溫差，實現(xiàn)高效散熱并降低與芯片材料熱膨脹系數(shù)不匹配的目的，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

金剛石／鋁復合材料導熱性能的優(yōu)劣很大程度上依賴于制備工藝，因此，復合工藝方法在材料研究中顯得尤為重要。金屬基復合材料的制備方法多種多樣，隨著工藝技術和裝備的進步，逐漸衍生出更多的新方法、新工藝。目前，金剛石／鋁復合材料主流的制備方法主要包括無壓浸滲、真空氣壓浸滲和擠壓鑄造、放電等離子燒結(jié)、真空熱壓燒結(jié)等。

1、 無壓浸滲

無壓浸滲制備工藝是1989年美國lanxide公司在直接金屬氧化法工藝的基礎上提出來的，其主要流程為首先通過膠黏劑或預先燒結(jié)成型將增強體粉末制成預制體，再將基體金屬放置于增強體的上部或者下部，在氣氛保護下加熱使得金屬熔化自發(fā)滲入預制體的間隙中，最后冷卻凝固成型。無壓浸滲法可實現(xiàn)低成本制備平面尺寸大、復雜表面形狀的復合材料，適合于批量生產(chǎn)，然而限制該工藝性能的關鍵是致密度問題，因此，無壓浸滲制備的復合材料性能對制備工藝參數(shù)十分敏感；同時，較高的制備溫度也給金剛石和鋁基體界面反應的控制帶來了難度。

2、 真空氣壓浸滲

真空氣壓浸滲是將預制塊放在模具中，利用真空排除預制體中的氣體，然后將惰性氣體按一定壓力注入熔煉爐，將液態(tài)金屬擠入模腔中，浸滲預制體的孔隙中，從而獲得復合材料坯料。該工藝對增強相的種類、形態(tài)和合金種類沒有限制，通過模具設計可實現(xiàn)材料的凈成形，同時克服了無壓浸滲的不充分和致密度問題，鑄造缺陷少。

3、 擠壓鑄造

擠壓鑄造是利用外界的壓力將液態(tài)或半液態(tài)金屬基體浸滲到含有增強相的預制體中，凝固成型獲得復合材料的方法。該工藝對于增強相的形狀、種類和基體合金的成分等也幾乎沒有限制，可以在較寬的范圍內(nèi)進行組分設計。由于復合材料是在高壓下凝固成型，降低了對合金浸潤性的要求，鑄造組織缺陷也較少。

4、 放電等離子燒結(jié)

    放電等離子燒結(jié)又稱“等離子活化燒結(jié)”，該技術最早起源于20世紀30年代美國引入的“脈沖燒結(jié)技術”；后來日本在此基礎上研制了更為先進的電火花燒結(jié)，并獲得了相應的使用權，但由于該技術較低的生產(chǎn)效率而未能得到推廣應用；直到1988年，日本首先研制出了*最大燒結(jié)壓力可達5噸的 SPS設備，在新材料研究領域得以推廣。該工藝流程是直流脈沖電流通過預先裝入模具內(nèi)的金屬和陶瓷顆粒，使各個顆粒瞬間產(chǎn)生焦耳熱而進行燒結(jié)的，具有加熱均勻，升溫速率高，燒結(jié)溫度低，燒結(jié)時間短，生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢。SPS工藝制備的金剛石／鋁復合材料的致密度、組織缺陷（如顆粒損傷、雜質(zhì)）和界面結(jié)合狀態(tài)是影響其導熱性能的關鍵因素。

上海皓越研發(fā)生產(chǎn)的SPS設備

5、 真空熱壓燒結(jié)

    真空熱壓燒結(jié)作為傳統(tǒng)的粉末冶金法制備金屬基復合材料，其制備流程主要包括將金屬粉末和陶瓷顆粒等進行篩分、混合、冷壓固結(jié)、除氣、熱壓燒結(jié)，然后壓制得到鋁基復合材料。真空熱壓燒結(jié)技術獲得的復合材料呈現(xiàn)微米尺度的擴散連接界面，有利于熱導率的提高。

上海皓越研發(fā)生產(chǎn)的真空熱壓爐

    皓越科技是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售電爐為一體的先進型技術企業(yè)。公司一直專注于半導體材料、碳材料、先進陶瓷與復合材料和鋰電材料四大領域，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗和專業(yè)技術，竭誠服務于客戶，提供完善的一體化產(chǎn)業(yè)解決方案。