Mai ka makahiki 1980, ua piʻi ka nui o ka hoʻohui ʻana o nā kaapuni uila ma ka wikiwiki o 1.5 × a ʻoi aku paha. ʻO ka hoʻohui kiʻekiʻe e alakaʻi i nā nui o ke au a me ka hana wela i ka wā o ka hana.Inā ʻaʻole e hoʻoheheʻe pono ʻia, hiki i kēia wela ke hoʻoulu i ka hāʻule ʻana o ka wela a hoʻemi i ke ola o nā ʻāpana uila.
No ka hoʻokō ʻana i nā koi hoʻokele wela e piʻi nei, ke noiʻi nui ʻia nei a hoʻomaikaʻi ʻia nā mea hoʻopili uila holomua me ka conductivity thermal kiʻekiʻe.
Mea i hui pū ʻia me ke daimana/keleawe
01 Daimana a me ke Keleawe
ʻO nā mea hoʻopili kuʻuna e komo pū me nā keramika, nā plastik, nā metala, a me kā lākou mau mea hoʻohuihui. Hōʻike nā keramika e like me BeO a me AlN i nā CTE e kūlike ana i nā semiconductors, ke kūpaʻa kemika maikaʻi, a me ka conductivity thermal kaulike. Eia nō naʻe, ʻo kā lākou hana paʻakikī, ke kumukūʻai kiʻekiʻe (ʻoi aku ka ʻawahia BeO), a me ka brittleness e kaupalena i nā noi. Hāʻawi ka ʻōpala plastik i ke kumukūʻai haʻahaʻa, ke kaumaha māmā, a me ka insulation akā ʻeha i ka conductivity thermal maikaʻi ʻole a me ka paʻa ʻole o ka mahana kiʻekiʻe. Loaʻa i nā metala maʻemaʻe (Cu, Ag, Al) ke conductivity thermal kiʻekiʻe akā ʻo CTE nui loa, ʻoiai nā mea hoʻohuihui (Cu-W, Cu-Mo) e hoʻopilikia i ka hana thermal. No laila, pono koke nā mea hoʻopili hou e kaulike ana i ka conductivity thermal kiʻekiʻe a me ka CTE kūpono.
| Hoʻoikaika | Ka Hoʻokele Wela (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | Ka nui (g/cm³) |
| Daimana | 700–2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| Nā ʻāpana BeO | 300 | 4.1 | 3.01 |
| Nā ʻāpana AlN | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| Nā ʻāpana SiC | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| Nā ʻāpana B₄C | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| ʻO ke olonā boron | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| Nā ʻāpana TiC | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Nā ʻāpana Al₂O₃ | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| Nā ʻumiʻumi SiC | 32 | 3.4 | – |
| Nā ʻāpana Si₃N₄ | 28 | 1.44 | 3.18 |
| nā ʻāpana TiB₂ | 25 | 4.6 | 4.5 |
| nā ʻāpana SiO₂ | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
Daimana, ka mea kūlohelohe paʻakikī loa i ʻike ʻia (Mohs 10), loaʻa pū kekahi mea kūikawāka hoʻokele wela (200–2200 W/(m·K)).
Pauka liʻiliʻi daimana
Keleawe, me conductivity wela/uila kiʻekiʻe (401 W/(m·K)), ka ductility, a me ka pono o ke kumukūʻai, ua hoʻohana nui ʻia i nā IC.
Ke hoʻohui pū ʻana i kēia mau waiwai,daimana/ keleawe (Dia/Cu) composites—me Cu ma ke ʻano he matrix a me ke daimana ma ke ʻano he hoʻoikaika—ke puka mai nei ma ke ʻano he mau mea hoʻokele wela o ka hanauna e hiki mai ana.
02 Nā ʻAno Hana Hana Koʻikoʻi
ʻO nā ʻano maʻamau no ka hoʻomākaukau ʻana i ka daimana/keleawe: ka metallurgy pauka, ke ʻano wela kiʻekiʻe a me ke kaomi kiʻekiʻe, ke ʻano hoʻoheheʻe hoʻoheheʻe, ke ʻano sintering plasma hoʻokuʻu, ke ʻano pīpī anu, a pēlā aku.
Hoʻohālikelike ʻana o nā ʻano hoʻomākaukau like ʻole, nā kaʻina hana a me nā waiwai o nā hui daimana/keleawe nui hoʻokahi
| Palena | Hana Metallurgy Pauka | Kaomi Wela Vacuum | Hoʻoheheʻe Plasma Spark (SPS) | Ka Mahana Kiʻekiʻe-Pāomi (HPHT) | Waiho ʻana o ka pīpī anu | Hoʻoheheʻe ʻia ka komo ʻana |
| ʻAno Daimana | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| Matrix | 99.8% Cu pauka | 99.9% pauka Cu electrolytic | 99.9% Cu pauka | Pauka Cu maʻemaʻe/alloy | Pauka Cu maʻemaʻe | ʻO ke koʻokoʻo/ʻauamo Cu maʻemaʻe |
| Hoʻololi ʻana i ka Interface | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| Ka nui o ka ʻāpana (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| Ka hapa nui o ka leo (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| Mahana (°C) | 900 | 800–1050 | 880–950 | 1100–1300 | 350 | 1100–1300 |
| Kaomi (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| Manawa (min) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| Ka nui o ka pilina (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| Hana | ||||||
| Ka Hoʻokele Wela Kūpono Loa (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
ʻO nā ʻenehana hui like ʻo Dia/Cu:
(1)Hana Metallurgy Pauka
Hoʻopili ʻia a hoʻoheheʻe ʻia nā pauka daimana/Cu i hui pū ʻia. ʻOiai he kūpono ke kumukūʻai a maʻalahi hoʻi, loaʻa i kēia ʻano hana ka palena o ka nui, nā microstructures inhomogeneous, a me nā ana laʻana i kaupalena ʻia.
Sʻāpana hoʻokomo
(1)Ka Mahana Kiʻekiʻe-Pāomi (HPHT)
Me ka hoʻohana ʻana i nā mīkini paʻi multi-anvil, komo ka Cu heheʻe i loko o nā lattices daimana ma lalo o nā kūlana koʻikoʻi, e hana ana i nā composites paʻa. Eia nō naʻe, koi ka HPHT i nā ʻōmole pipiʻi a ʻaʻole kūpono no ka hana nui.
Ckaomi ubic
(1)Hoʻoheheʻe ʻia ka komo ʻana
Hoʻokomo ka Cu Hoʻoheheʻe i ka daimana ma o ke kaomi-kōkua a i ʻole ka infiltration capillary-driven. Hoʻokō nā composites hopena i ka conductivity thermal >446 W/(m·K).
(2)Hoʻoheheʻe Plasma Spark (SPS)
Hoʻoheheʻe koke ke au pulsed i nā pauka i hui ʻia ma lalo o ke kaomi. ʻOiai he kūpono, hōʻemi ka hana SPS ma nā ʻāpana daimana >65 vol%.
Kiʻikuhi kiʻikuhi o ka ʻōnaehana sintering plasma hoʻokuʻu
(5) Hoʻokahe ʻana o ka pīpī anu
Hoʻolalelale ʻia nā pauka a waiho ʻia ma luna o nā substrates. Ke kū nei kēia ʻano hana hou i nā pilikia i ka kaohi ʻana i ka hoʻopau ʻana o ka ʻili a me ka hōʻoia ʻana i ka hana wela.
03 Hoʻololi ʻana i ka Interface
No ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea i hui pū ʻia, ʻo ka pulu like ʻana ma waena o nā ʻāpana he mea pono ia no ke kaʻina hana hui a he mea nui e hoʻopilikia ana i ke ʻano o ka interface a me ke kūlana hoʻopaʻa interface. ʻO ke kūlana non-pulu ma ka interface ma waena o ke daimana a me Cu e alakaʻi ai i kahi pale wela interface kiʻekiʻe loa. No laila, he mea koʻikoʻi loa ka hana ʻana i ka noiʻi hoʻololi ma ka interface ma waena o nā mea ʻelua ma o nā ʻano loea like ʻole. I kēia manawa, aia ʻelua mau ʻano nui e hoʻomaikaʻi ai i ka pilikia interface ma waena o ke daimana a me ka matrix Cu: (1) Ka mālama ʻana i ka hoʻololi ʻana o ka ʻili o ke daimana; (2) Ka mālama ʻana i ka Alloying o ka matrix keleawe.
Kiʻikuhi hoʻololi: (a) Ka uhi pololei ʻana ma luna o ka ʻili o ke daimana; (b) Ka hoʻohuihui matrix
(1) Hoʻololi ʻili o ke daimana
ʻO ka hoʻopili ʻana i nā mea hana e like me Mo, Ti, W a me Cr ma ka papa o luna o ka pae hoʻoikaika hiki ke hoʻomaikaʻi i nā ʻano interfacial o ke daimana, a laila e hoʻonui ai i kona conductivity thermal. Hiki i ka sintering ke hiki i nā mea i luna ke hana me ke kalapona ma luna o ka pauka daimana e hana i kahi papa hoʻololi carbide. Hoʻonui kēia i ke kūlana pulu ma waena o ke daimana a me ke kumu metala, a hiki i ka uhi ʻana ke pale i ke ʻano o ke daimana mai ka loli ʻana i nā mahana kiʻekiʻe.
(2) Ke hoʻohuihui ʻana o ka matrix keleawe
Ma mua o ka hana ʻana i nā mea i hui pū ʻia, hana ʻia ka mālama ʻana ma mua o ka hoʻohui ʻana ma ke keleawe metala, hiki ke hana i nā mea i hui pū ʻia me ka conductivity thermal kiʻekiʻe. ʻO ka hoʻohui ʻana i nā mea hana i loko o ka matrix keleawe ʻaʻole hiki ke hōʻemi pono i ka Angle wetting ma waena o ke daimana a me ke keleawe, akā hana pū kekahi i kahi papa carbide i paʻa a hiki ke hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka matrix keleawe ma ka interface daimana / Cu ma hope o ka hopena. Ma kēia ʻano, hoʻololi ʻia a hoʻopiha ʻia ka hapa nui o nā hakahaka e kū nei ma ka interface mea, no laila e hoʻomaikaʻi ana i ka conductivity thermal.
04 Hopena
ʻAʻole hiki i nā mea hoʻopili maʻamau ke hoʻokele i ka wela mai nā ʻāpana holomua. ʻO nā composites Dia/Cu, me ka CTE hiki ke hoʻololi ʻia a me ka conductivity thermal kiʻekiʻe loa, e hōʻike ana i kahi hopena hoʻololi no nā uila hanauna e hiki mai ana.
Ma ke ʻano he ʻoihana ʻenehana kiʻekiʻe e hoʻohui ana i ka ʻoihana a me ke kālepa, ke kālele nei ʻo XKH i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana a me ka hana ʻana o nā composites daimana/keleawe a me nā composites matrix metala hana kiʻekiʻe e like me SiC/Al a me Gr/Cu, e hāʻawi ana i nā hoʻonā hoʻokele wela hou me ka conductivity thermal ma luna o 900W/(m·K) no nā kahua o ka hoʻopili uila, nā modula mana a me ka aerospace.
XKH'ʻO ka mea i hoʻohuihui ʻia me ka laminate keleawe daimana:
Ka manawa hoʻouna: Mei-12-2025