[发明专利]一种金属陶瓷复合材料

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种金属陶瓷复合材料。

【背景技术】

金属陶瓷复合材料是由一种或几种陶瓷相与金属相或合金(也叫基体)所组成的复合材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等)及其合金。根据各组成相所占百分比不同，金属陶瓷分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。陶瓷基金属陶瓷主要有以下几类：①氧化物基金属陶瓷，以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体，与金属钨、铬或钴复合而成，具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点，可用作导弹喷管衬套、熔炼金属的坩埚和金属切削刀具。②碳化物基金属陶瓷。以碳化钛、碳化硅、碳化钨等为基体，与金属钴、镍、铬、钨、钼等金属复合而成，具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点，用于制造切削刀具、高温轴承、密封环、捡丝模套及透平叶片。③氮化物基金属陶瓷。以氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽为基体，具有超硬性、抗热振性和良好的高温蠕变性，应用较少。

金属陶瓷复合材料兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性，因此，金属陶瓷复合材料得到广泛地应用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种导热性好、热膨胀率低、耐高温、耐腐蚀和耐磨损的金属陶瓷复合材料。

一种金属陶瓷复合材料，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，10％-45％；Al₂O₃，30％-40％；Al，20％-30％；Cu，5％-40％。

优化地，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，45％；Al₂O₃，30％；Al，20％；Cu，5％。

优化地，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，20％；Al₂O₃，30％；Al，25％；Cu，25％。

优化地，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，30％；Al₂O₃，35％；Al，20％；Cu，15％。

优化地，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，40％；Al₂O₃，20％；Al，30％；Cu，10％。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明选用高导热AlN的陶瓷颗粒作为增强相，采用压力浸渗工艺制备热沉和散热基片用AlN/Al梯度复合材料。

【具体实施方式】

本发明为一种金属陶瓷复合材料，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，10％-45％；Al₂O₃，30％-40％；Al，20％-30％；Cu，5％-40％。

在实施例1中，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，45％；Al₂O₃，30％；Al，20％；Cu，5％。

在实施例2中，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，20％；Al₂O₃，30％；Al，25％；Cu，25％。

在实施例3中，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，30％；Al₂O₃，35％；Al，20％；Cu，15％。

在实施例4中，该金属陶瓷复合材料各组分重量百分比如下：AlN，40％；Al₂O₃，20％；Al，30％；Cu，10％。

相较于传统的SiC陶瓷材料，AlN陶瓷具有更低的热膨胀系数、高的热导率以及良好的力学性能，鉴于此，本发明选用高导热AlN的陶瓷颗粒作为增强相，采用压力浸渗工艺制备热沉和散热基片用AlN/Al梯度复合材料。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实例施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依据可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或对其部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的精神和范畴。