一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成：鎂4?5%、納米銅2?3%、鋰1?2%、硅4?5%、石墨烯溶膠50?60%、造孔劑1?2%、無水乙醇0.5?1、余量為鋁。
【專利說明】
一種汽車電子封裝用石墨烯増強鋁鎂合金材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及電子封裝材料技術領域，尤其涉及一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]汽車電子是汽車電子控制裝置和車載汽車電子裝置的總稱，汽車電子在汽車技術中占據至關重要的位置，是開發新車型、改進汽車性能最重要的技術措施。由于汽車內部存在極端的工作溫度范圍、強烈的機械振動以及污漬較多等惡劣環境因素，要確保汽車電子產品性能不受干擾，必須做好產品的封裝工作，選擇好的封裝材料以實現行業更低的成本、更強的功能、更高的可靠性等技術發展趨勢。
[0003]理想的電子封裝材料要具備熱膨脹系數低、高導熱、氣密性佳、足夠的強度和剛度、便于加工成型和焊接以及輕質輕量等優點，目前常用的幾類封裝材料主要有塑料封裝材料、陶瓷封裝材料、金屬封裝材料以及金屬基復合材料幾大類，其中金屬基復合電子封裝材料具有強度高、導熱性好等優點成為行業研究的熱點，尤其是鋁基金屬材料，其輕質的優點在汽車領域廣受青睞，提高鋁基封裝材料的綜合性能也是研究熱點。《真空熱壓燒結法制備金剛石/Al-Cu基復合材料》一文利用真空熱壓燒結的方式改善金剛石與鋁的界面不良反應，同時加入Cu粉改善性能，這種方法使用的是微米級的金剛石粉體，雖然獲得了高熱導率的復合材料，但是合金材料的強度、塑性卻在一定程度上降低，使用范圍受限，納米級無機材料在改善合金性能方面有突出的優點，但是納米級材料在合金中的分散性卻不盡如人
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【發明內容】

[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂4-5%、納米銅2-3%、鋰1-2%、硅4-5%、石墨烯溶膠50-60%、造孔劑1-2%、無水乙醇0.5-1、余量為鋁。
[0006]所述的石墨烯溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入石墨烯，超聲振蕩分散5-10h，即得;其中石墨烯、無水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。
[0007]所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。
[0008]所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料的制備方法包括以下步驟:
(I)先將鋁、鎂、納米銅、鋰、硅、造孔劑、無水乙醇混合，以200-300轉/min的轉速混粉5-lOmin，所得混合物料經壓實致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結成型，燒結工藝為:體系以15-20°C/min的升溫速度升溫至400-450 V，在溫度達到350°C時加壓，壓力為30-50MPa，保溫燒結30-50min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預制件備用；
(2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預制件放入模具中，隨后加入石墨烯溶膠，在_0.01—0.05MPa下滲積40-60min，處理結束后恢復常壓，取出預制件，在80-100°C烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預制件再次放入模具中，在600-650°C、20-30MPa壓力下再次燒結20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
[0009]本發明的優點是:
(I)本發明的封裝材料以鋁鎂合金作為基材，并在其中摻混納米銅、鋰、硅等原料，獲得了具有優異綜合力學性能的合金材料，輕質高強，易于加工焊接，在汽車部件領域具有突出的應用優勢。
[0010](2)本發明在工藝上先將合金粉末加工成泡沫鋁鎂合金預制件，并將石墨烯以溶膠的形式真空滲積到合金件中，再經過二次燒結后制得成品，這種工藝流程改善了石墨烯在合金材料中容易團聚的現象，使其高度分散，達到高效的增強效果，獲得具有高可塑性、高導熱、輕質、低熱膨脹的合金材料，在電子器件封裝方面應用前景良好，為制造高性能的汽車電子系統打下了良好的基礎。
【具體實施方式】
[0011]—種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂4%、納米銅2%、鋰1%、硅4%、石墨烯溶膠50%、造孔劑1%、無水乙醇0.5、余量為鋁。
[0012]其中石墨烯溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入石墨烯，超聲振蕩分散5h，即得;其中石墨烯、無水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。
[0013]其中造孔劑為球形尿素。
[0014]該合金材料的制備方法包括以下步驟:
(1)先將招、鎂、納米銅、鋰、娃、造孔劑、無水乙醇混合，以200轉/min的轉速混粉5min，所得混合物料經壓實致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結成型，燒結工藝為:體系以15°C/min的升溫速度升溫至400°C，在溫度達到350°C時加壓，壓力為30MPa，保溫燒結30min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預制件備用；
(2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預制件放入模具中，隨后加入石墨烯溶膠，在_
0.0110^下滲積6011^11，處理結束后恢復常壓，取出預制件，在80 °C烘箱中干燥處理3h，隨后將預制件再次放入模具中，在600°C、30MPa壓力下再次燒結20min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
[0015]取所制得的材料制備標準試樣，根據相關標準進行性能測試，測試結果為:
密度:2.35g/cm3;抗彎強度:62MPa;導熱率:265W/m.k;熱膨脹系數:2.2 X 10—6m/k;是否可焊接:是。
【主權項】
1.一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料，其特征在于，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂4-5%、納米銅2-3%、鋰1-2%、硅4-5%、石墨烯溶膠50-60%、造孔劑1-2%、無水乙醇0.5-1、余量為鋁。2.如權利要求1所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料，其特征在于，所述的石墨烯溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入石墨烯，超聲振蕩分散5-10h，即得;其中石墨烯、無水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。3.如權利要求1所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料，其特征在于，所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。4.如權利要求1所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強鋁鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟: (1)先將鋁、鎂、納米銅、鋰、硅、造孔劑、無水乙醇混合，以200-300轉/min的轉速混粉5-lOmin，所得混合物料經壓實致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結成型，燒結工藝為:體系以15-20°C/min的升溫速度升溫至400-450 V，在溫度達到350°C時加壓，壓力為30-50MPa，保溫燒結30-50min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預制件備用； (2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預制件放入模具中，隨后加入石墨烯溶膠，在_.0.01—0.05MPa下滲積40-60min，處理結束后恢復常壓，取出預制件，在80-100°C烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預制件再次放入模具中，在600-650°C、20-30MPa壓力下再次燒結20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
【文檔編號】C22C21/00GK105936988SQ201610550283
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】王進
【申請人】安徽祈艾特電子科技股份有限公司