(資料圖)

本發(fā)明的提供了一種具有高導(dǎo)電性、優(yōu)化鑄造性能和半固態(tài)壓鑄性能的高導(dǎo)熱鋁合金及其制備方法。

隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)和制造技術(shù)的快速發(fā)展，電子系統(tǒng)和5G通信設(shè)備正朝著實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成化、小型化、輕量化、大功率化的方向發(fā)展，這無(wú)疑給電子系統(tǒng)和5G通信設(shè)備的高效散熱帶來(lái)了挑戰(zhàn)。研究顯示，約一半的電子設(shè)備故障可歸因于過(guò)熱問(wèn)題，對(duì)于半導(dǎo)體元件來(lái)說(shuō)，溫度每升高10 °C，其可靠性就會(huì)降低50%。當(dāng)部件在高溫下工作時(shí)，其故障率隨著溫度的升高呈指數(shù)增長(zhǎng)。

鋁合金具有密度低，強(qiáng)度高，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，易于加工等一系列優(yōu)異的性能，能夠滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和散熱方面的各種要求，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、通訊等領(lǐng)域。純鋁的室溫?zé)釋?dǎo)率較高[238 W/(m·K)]，變形鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)也達(dá)到209 W/(m·K)。但隨著鋁合金中元素的增加，其導(dǎo)熱系數(shù)逐漸降低。鋁合金的電導(dǎo)率與結(jié)構(gòu)中晶格畸變程度、缺陷、雜質(zhì)、相組成及分布有關(guān)。因此，在電子通信設(shè)備領(lǐng)域迫切需要提供一種高導(dǎo)熱鋁合金，延長(zhǎng)使用壽命，減少過(guò)熱造成的損壞，這在提高電子通信設(shè)備的性能方面具有重要的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的提供了一種具有高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和良好的鑄造性能以及優(yōu)異力學(xué)性能的鋁合金及其制備方法，其主要合金元素為Si、Fe、Zn、V、Sr、石墨烯、RE，并對(duì)Si、Fe、Zn的主要合金元素進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，加入V對(duì)富鐵相進(jìn)行細(xì)化和改性；加入Sr和RE元素對(duì)共晶Si進(jìn)行細(xì)化和改性；添加石墨烯以增加導(dǎo)熱性。此外，嚴(yán)格控制合金元素和雜質(zhì)的含量，使其相互協(xié)調(diào)，以確保鋁合金具有最佳性能。

表1 本發(fā)明的一些實(shí)施例的電導(dǎo)率

本發(fā)明專利技術(shù)的高導(dǎo)熱鋁合金降低了鋁合金中溶解的Si等雜質(zhì)的數(shù)量，減少了分散收縮、縮孔等內(nèi)部缺陷，從而減少了晶粒內(nèi)部的雜質(zhì)和晶格畸變，提高了鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)。該高導(dǎo)熱鋁合金具有高導(dǎo)電性，滿足電子通信領(lǐng)域的最新發(fā)展需求以及對(duì)半導(dǎo)體元件性能的要求。

表2 本發(fā)明的一些實(shí)施例的性能參數(shù)

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