銅基低膨脹復合材料

㈠ 金剛石的熱導率高,熱膨脹系數又小,為什麼還用金剛石銅復合材料

人造金剛石是人工合成物質中熱導率最高的，熱導率可達2000W/m.K；金剛石的線熱膨脹系數可低至1.2ppm/K。銅的熱導率380W/m.K，熱膨脹系數18ppm/K
。這兩者合成的金剛石-銅復合片熱導率可達800W/m.K,熱膨脹系數5ppm/K左右。這種特別的材料最適合製作高速運算或高功率半導體晶元的襯底及導熱材料，例如照明用LED的晶元襯底，電腦CPU等大面積晶元的熱沉轉接導熱片。除了高熱導率，金剛石-銅復合片的熱膨脹系數可以調整到接近半導體晶元的熱膨脹系數，避免熱應力對半導體晶元的破壞。
為什麼不能直接使用金剛石做這些襯底或導熱片呢？目前生產人造金剛石的技術主要有三類：一是CVD金剛石多晶膜，這種薄膜厚度和結構力度是否合於使用姑且不論；主要是其造價及耗能甚高，目前不適宜大批量在半導體工業上應用。其二是爆炸法生產的人造金剛石微粒，這種金剛石粒徑小，晶形破碎，雜質較多，可以做一些需要增加熱導率材料的填充添加物，但不適合做金剛石-銅復合片。已經工業化大批量生產多年的高溫高壓合成金剛石單晶顆粒，自然就成為主角材料了。然而金剛石是碳元素晶格，硬度雖高但沒有金屬的延展性，在高溫下容易石墨化或燒成二氧化碳。在高壓製程中眾多小顆粒聚合在一起擠壓，晶格會從脆弱面崩裂，這些崩裂的碎片造成成品材料內部的空隙。金剛石是利用『聲子』傳熱，空隙就成了高熱阻。所以即使能將金剛石粉末壓合在一起也不能成為好的導熱材料。銅的延展性和熱導率在金屬中都是名列前茅的，利用銅材料填充金剛石顆粒間的縫隙就能解決這個問題。當然，也可以製作金剛石-鋁復合材料。

㈡ 低膨脹合金有什麼用途

低膨脹合金用途：
低膨脹合金大都應用於在一定的環境溫度要求尺寸近似恆定的元器件中。主要有：
(1)精密儀器儀表，光學儀器中的元件，如精密天平的臂，標准件的擺桿，擺輪，鍾表的外補償等；
(2)長度標尺。大地測量基線尺；
(3)各種諧振腔，微波通訊的波導管，標准頻率發生器等；
(4)標准電容器的葉片和支承桿等；
(5)液態天然氣，液態氫，液態氧等的儲蓄罐和運輸管道；
(6)熱雙金屬片的被動層；
(7)高解析度陰極射線管(顯象管)中的陰罩；
(8)宇航工業復合材料零件的模子；
(9)用於人造衛星，激光，環形激光陀螺儀及其他先進的高科技產品。
在因瓦合金問世的一百多年以來，取其低膨脹系數低這一特徵的應用領域迅速擴大，用因瓦合金製造的精密儀器儀表、標准鍾的擺桿、擺輪及鍾表的游絲成為早期最重要的產品，在上世紀20年代用因瓦合金代替鉑用作於玻璃封接的引絲，大大的降低了成本；到了五、六十年代，因瓦合金的用途繼續擴大，主要用於無線電電子管、恆溫器中作控溫用的熱雙金屬片、長度標尺、大地測量基線尺等；到了八九十年代，廣泛用於微波技術、液態氣體儲容器、彩電的陰罩鋼帶、架空輸電線芯材、湝振腔、激光準直儀腔體、三步重復光刻相機基板等。進入21世紀之後，隨著航天技術的飛速發展，新的應用還包括用在航天遙感器、精密激光、光學測量系統和波導管中作結構件、顯微鏡、天文望遠鏡中巨大透鏡的支撐系統和需要安裝透鏡的各種各樣科學儀器中。

㈢ 青銅基粉末冶金產品，在工藝配方不變的條件下，燒結後膨脹，產品強度很低，請問是什麼原因。

粉末氧化，導致壓制性和燒結合金化差。另金屬粉末保管，容易吸水，濕度大的地區和季節要控制好。

㈣ 與其他基體的復合材料相比，為什麼金屬基體復合材料特別需要重視殘余應力

復合材料按照基體分為金屬基復合材料、無機非金屬基復合材料和聚回合物基復合材料。聚答合物作為基體的包括不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂及各種熱塑性聚合物（PA、PC、PP、PE、PET、PBT等）。各種材料各有特點，比如熱塑的，一般可以回收再利用，熱固的一旦成型就無法再回收。還有其他的耐候性、耐溫性、介電等級各不相同，要根據你所需要的選用。其他兩類復合材料也是如此，比如金屬基復合材料，航天、航空領域對比強度、比模量、尺寸穩定性有嚴格要求，因此多會選用密度小的輕金屬合金作為基體。而高性能發動機使用的復合材料不僅需要具備高比強度、比模量，還對其耐熱疲勞、耐氧化有要求，一般使用鈦基、鎳基合金以及金屬間化合物做基體材料。普通汽車發動機則同時需要考慮低成本，量產性，可以用鋁合金材料做基體。而工業集成電路基板和散熱元件，必須具有高導熱、低膨脹特性，一般使用銅、鋁等作為基體。無機非金屬基復合材料的基體材料主要包括水泥、陶瓷、石膏和水玻璃等。其中，以陶瓷基、水泥基復合材料的研究最為活躍。

㈤ 銅合金中哪一品種它的硬度最高,同時具有最佳的導熱和低的膨脹系教

銅合金中復硬度最高，耐磨導電，等最好制的材料鎢銅合金是最好的，不過價格也高很多（歡迎咨詢）

鎢銅合金是鎢和銅組成的合金。常用合金的含銅量為10%～50%。合金用粉末冶金方法製取，具有很好的導電導熱性，較好的高溫強度和一定的塑性。在很高的溫度下，如3000℃以上，合金中的銅被液化蒸發，大量吸收熱量，降低材料表面溫度。所以這類材料也稱為金屬發汗材料。

鎢銅復合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結構假合金，是金屬基復合材料.由於金屬銅和鎢物性差異較大，因此不能採用熔鑄法進行生產，一般採用粉末合金技術進行生產。

鎢銅合金有較廣泛的用途，其中一大部分應用於航天、航空、電子、電力、冶金、機械、體育器材等行業。其次也要用來製造抗電弧燒蝕的高壓電器開關的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構件，也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導電導熱性能和高溫使用的場合。

㈥ 低膨脹合金有什麼概念簡介

1896年法國物理學家C.E.Guialme發現了一種奇妙的合金，這種合金在磁性溫度即居里點附近熱膨脹系數顯著減少，出現所謂反常熱膨脹現象（負反常），從而可以在室溫附近很寬的溫度范圍內，獲得很小的甚至接近零的膨脹系數，這種合金，稱為低膨脹合金。這種合金的組成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心裡方結構，其牌號為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫因瓦合金（invar），意思是體積不變又名不膨脹鋼。
在因瓦合金問世的一百多年以來，取其低膨脹系數低這一特徵的應用領域迅速擴大，用因瓦合金製造的精密儀器儀表、標准鍾的擺桿、擺輪及鍾表的游絲成為早期最重要的產品，在上世紀20年代用因瓦合金代替鉑用作於玻璃封接的引絲，大大的降低了成本；到了五、六十年代，因瓦合金的用途繼續擴大，主要用於無線電電子管、恆溫器中作控溫用的熱雙金屬片、長度標尺、大地測量基線尺等；到了八九十年代，廣泛用於微波技術、液態氣體儲容器、彩電的陰罩鋼帶、架空輸電線芯材、湝振腔、激光準直儀腔體、三步重復光刻相機基板等。進入21世紀之後，隨著航天技術的飛速發展，新的應用還包括用在航天遙感器、精密激光、光學測量系統和波導管中作結構件、顯微鏡、天文望遠鏡中巨大透鏡的支撐系統和需要安裝透鏡的各種各樣科學儀器中。
總之，隨著因瓦合金不斷應用於人造衛星、激光、環形激光陀螺儀和其他先進的高科技產品，有力地表明這些古老的材料正在幫助現代科學向更高水平邁進。

㈦ 復合材料的基體是什麼其作用是什麼

合材料基體即復合材料中作為連續相的材料，分為聚合物基體，金屬基體，無機非金屬基體。
作用：基體材料起到粘結作用，均衡載荷，分散載荷，保護纖維的作用。復合材料分為兩相，另一項為分散相，稱為增強材料。
簡介：
復合材料按照基體材料可分為金屬基復合材料、無機非金屬基復合材料和聚合物基復合材料這三大類。
1.金屬基復合材料
在使用金屬基復合材料時，不同領域要求迥異。舉例來說，航天、航空領域對比強度、比模量、尺寸穩定性有嚴格的要求，因此會選擇密度小的輕金屬合金作為基體。而高性能發動機使用的復合材料不僅需要具備高比強度、比模量，還對其耐高溫、耐氧化性能提出了要求，一般使用鈦基、鎳基合金以及金屬間化合物做基體材料。普通汽車發動機對材料的耐熱、耐磨、導熱性能、高溫強度有一定的考量，同時又要求成本低，適合批量生產，通常用鋁合金材料做基體。而工業集成電路基板和散熱元件，必須具有高導熱、低膨脹特性，一般使用銅、鋁等僅是作為基體。
如果想要增強金屬基復合材料的強度，添加連續纖維增強材料可以有效達到這個目的。因為纖維作為增強材料，它的強度和模量都要高於金屬基體。而在以顆粒、晶須、短纖維為增強材料的非連續增強金屬基復合材料中，增強材料的強度和模量均要低於金屬基體。選擇增強材料時，還必須充分考慮其與金屬基體的相容性，尤其是化學相容性。保證在金屬基復合材料高溫成型過程中，增強材料不會與基體發生化學反應，而影響復合材料的物理化學功能。當復合材料中含多種物質的時候，這一點就顯得更加重要。
2.無機非金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料的基體材料主要包括水泥、石膏和水玻璃等。我們以應用最廣泛的水泥材料為例，水泥材料是多孔體系，這一特徵不僅會影響基體本身的性能，也會影響纖維與基體的界面粘接。纖維與水泥的彈性模量比不大，應力的傳遞效應遠不如纖維增強樹脂。水泥基材的斷裂延伸率較低，在受到強力拉伸時，水泥基體會先於纖維發生開裂。水泥基材中含有粉末或顆粒狀的物料，與纖維成點接觸，因此纖維的摻量受到很大的限制。水泥基材呈鹼性，對金屬纖維可起到一定的保護作用，但對大多數礦物纖維不利。
3.聚合物基復合材料

作為基體材料的復合物包括不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂及各種熱塑性聚合物，這也是一種非常重要的復合材料。在聚合物基復合材料中添加纖維增強材料，可以起到增加強度的作用，所用的纖維種類有玻璃纖維、碳纖維、有機纖維和其他纖維等。
玻璃纖維具有很高的拉伸強度，而且防火、防霉、防蛀、耐高溫，電絕緣性能也非常出色。其化學穩定性良好，除了HF、濃鹼、濃磷酸外，與其他所有化學葯品和有機溶劑都不會發生化學反應。但玻璃纖維也有缺點，那就是具有脆性、不耐磨、對人的皮膚有刺激性等。
碳纖維具有良好的耐高低溫性能，其比重在1.5到2之間，熱膨脹系數有各向異性的特點，導熱有方向性，比電阻與纖維類型有關。化學性質較為穩定，除了能被強氧化劑氧化以外，與一般酸鹼均不會發生反應，還具有耐油、抗輻射、吸收有毒氣體和減速中子等性能。
有機纖維具有很高的拉伸強度以及彈性模量，它的密度小，熱穩定性高，熱膨脹系數各向異性，有良好的耐介質性能，但容易被各種酸鹼腐蝕，耐水性不好。