提高金剛石/銅基復合材料的界面結合

  采用等離子體復合沉積技術,對銅基類金剛石膜功能梯度材料作為散熱材料進行了研究。通過制備過渡層,在銅基體上成功地沉積了金剛石復合膜。并研究了非平衡磁控濺射工藝參數對Ti/TiC/DLC復合材料硬度、耐磨和熱導率的影響,指出DLC以及過渡層不會影響銅基體的傳熱效果,可以作為銅基體的表面防護材料應用到散熱材料中。采用陰極電弧蒸發沉積法制備(Ti∶Cu)-DLC薄膜,研究了不同襯底偏壓對復合涂層顯微硬度和附著力的影響,當沉積溫度在180℃時,200V的襯底偏壓制備的復合涂層機械性能好,結合力強Ti∶Cu)-DLC復合涂層組織結構呈現一種無定形層,類似于Cu納米晶體多層結構層。
  研究了在金剛石/銅基復合材料表面上濺射沉積一層厚度不等的鈮和硼薄夾層。這層薄夾層能有效地改善銅-金剛石界面的濕潤性和熱電阻,是優化Cu-金剛石界面性能的理想過渡層,可以作為熱沉材料應用于電子封裝行業。利用磁控濺射沉積與金屬熔滲相結合制備金剛石/銅基復合材料,研究了界面元素Mo對金剛石/銅基復合材料熱導率的影響。在金剛石/銅基復合材料表面熔滲一層Mo涂層,使得金剛石/銅基復合材料的熱導率達到726W/mK,這是因為涂層Mo在金剛石表面形成一層納米結構MoC層,從而提高了金剛石/銅基復合材料的界面結合,良好的界面附著力使得金剛石/銅復合材料的熱邊界阻力和熱導率均得到改善。
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