电子封装材料要求低热膨胀系数,高热导和优异力学性能和低密度材料。因铝密度低和高热导,而成为非常有吸引力的材料。但与半导体材料相比,铝热膨胀系数太大,而在铝和半导体器件之间产生很大热应力和应变。降低铝热膨胀系数有效方法是添加低热膨胀系数材料到基体。然而一般添加材料很难满足电子封装应用要求。纳米碳管具有优异的力学性能,极低热膨胀系数(CTE≈0)和高热导。而成为理想复合材料增强体。
在制备单壁纳米碳管(SWNT)和纳米晶铝基础上,制备了SWNT纳米铝增强复合材料,并研究了其热膨胀过程。
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实验
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SWNT增强纳米铝复合材料制备
复合材料的热膨胀系数测量
SWNT/纳米铝复合材料的热膨胀系数研究
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结果
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SWNT和纳米铝混合粉体TEM照片
(a)5%volSWNT (b)10%vol SWNT (c)15%volSWNT (d)20%(vol)SWNT
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(c)15%vol SWNT/纳米铝复合、粗铝和硅的TLC与温度关系
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纳米铝和SWNT/铝复合材料的热膨胀系数随温度变化关系
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SWNT/纳米铝复合材料的实验测量热膨胀系数与理论计算比较。
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粗铝、硅、15%volSWNT/铝复合材料热膨胀系数与温度关系
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