[发明专利]金刚石/金属复合材料的制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了金刚石/金属复合材料的制备装置及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。所述制备装置包括：轧制机构、设于所述轧制机构侧方的锻造机构，以及设于所述轧制机构和锻造机构之间的传料机构；所述轧制机构包括：机架、轧制组件以及至少两组移料组件；所述轧制组件包括传动部，以及至少两组设于所述传动部上且上、下设置的轧制部；在传动部的作用下，所述轧制部之间的竖向间距可调；至少两组移料组件镜像设置且对应设于所述轧制组件的输入端和输出端上；所述移料组件传动连接于所述机架。本发明采用先制备金刚石铜复合材料后对其轧制和锻造，得到的金刚石铜复合材料密度达6.4g/cmsupgt;3/supgt;以上，热导率达660W/m·K以上，弯曲强度达460MPa以上。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及金刚石/金属复合材料的制备装置及其制备方法。

背景技术

伴随电子信息技术的性能高速发展，同时各电子元器件尺寸减小，使得传统的电子封装散热材料很难保证大规模集成电路、半导体激光器等高功率元器件运行的安全性和可靠性。铜是导热性能良好的金属，金刚石依靠声子导热，其热导率在常温下可达1500～2600W/(m·K)，是铜的热导率的5倍，因此金刚石/铜复合材料是一种十分理想的新型电子封装材料。

然而现有技术中制备的金刚石/铜基复合材料的力学性能及热导性能并不能达到很高水平，不能满足现有的需求，应用领域有限。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明提供了金刚石/金属复合材料的制备装置及其制备方法。

技术方案：一种金刚石/金属复合材料的制备装置，用于对金刚石铜复合材料进行制备，所述制备装置包括：轧制机构、设于所述轧制机构侧方的锻造机构，以及设于所述轧制机构和锻造机构之间的传料机构；

所述轧制机构包括：机架；

轧制组件，设于所述机架上；所述轧制组件包括传动部，以及至少两组设于所述传动部上且上、下设置的轧制部；在传动部的作用下，所述轧制部之间的竖向间距可调；

至少两组移料组件，镜像设置且对应设于所述轧制组件的输入端和输出端上；所述移料组件传动连接于所述机架。

在进一步的实施例中，所述传动部包括：设于所述机架上的第一气缸，连接于所述第一气缸输出端的移动杆，上、下设于所述移动杆上的两组第一连杆，以及一端对应连接于所述第一连杆的第二连杆；所述第二连杆的另一端与机架顶部转动连接；

所述机架上靠近移动杆的两端对应设置有限位槽，所述移动杆两端对应设置有滑块，所述滑块与限位槽内壁滑动连接。

在进一步的实施例中，所述轧制部包括：一端传动连接于所述第二连杆的另一端的弧形杆，以及设于所述弧形杆的另一端且可转动的轧制件；所述轧制件表面设有金刚石层。

在进一步的实施例中，所述移料组件包括：设于所述机架上的第二气缸，连接于所述第二气缸输出端且滑动连接于所述机架的滑座，以及设于所述滑座靠近轧制部一侧面上的电动夹爪；所述电动夹爪至少包括两组上、下设置的夹持部；所述夹持部与金刚石铜复合材料为线或面接触。

在另一个技术方案中，提供了一种金刚石/金属复合材料的制备方法，基于上述的一种金刚石/金属复合材料的制备装置，所述方法包括以下步骤：

步骤一、使用溶剂对金刚石颗粒进行超声波清洗10～15min；

步骤二、将清洗后的金刚石颗粒与金属粉末按照体积比1：(2～2.5)混合均匀，得到混合粉体；

步骤三、将混合粉体在真空环境下升温加热：在温度850℃～1050℃下保温2～8h，升温速率为5～6℃/min，真空度为10^-4～10^-2Pa；然后分离出表面镀覆有金属层的金刚石颗粒；