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　　申請號：201710038816.7
　　申請人：北京科技大學
　　發明人：何新波 鄭偉 吳茂 潘彥鵬 曲選輝

　　摘要： 本發明涉及一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，屬于金剛石/碳化硅復合材料領域。本發明以硅粉為基體，采用金剛石作為導熱源，以石墨為主要的反應碳源，在高溫條件下通過碳和硅的相互擴散進行碳硅反應，生成碳化硅，繼而得到金剛石/碳化硅的復合材料。首先，將金剛石，石墨和硅粉混合，經過混料機混合，然后烘干、破碎、過篩，制備初始的混合粉料。得到的混合粉料，再通過熱壓的方式制備具有一定形狀和尺寸的金剛石/碳化硅的復合材料。由這種方法得到的金剛石/碳化硅的復合材料，具有較高的熱導率和低的熱膨脹系數，可用作電子封裝中集成電路的基板材料。

　　主權利要求：1.一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于以硅粉為基體，采用金剛石作為導熱源，以石墨為主要的反應碳源，在高溫條件下通過碳和硅的相互擴散進行碳硅反應，生成碳化硅，繼而得到金剛石/碳化硅的復合材料；各組分的重量百分數為金剛石10％～80％，石墨10％～50％，硅粉10％～50％。
　　2.如權利要求1所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于具體制備過程為；將金剛石，石墨，硅粉按比例混合并用有機溶劑潤濕成糊狀，然后將混合物放入球磨罐中，加入磨球，放入混料機上進行混合；混合完成后，用有機溶劑清洗球磨罐，并將混合物烘干、破碎、過篩，得到粒徑均勻的混合粉料；取適量的混合粉料放入石墨模具中，再將石墨模具放入熱壓機；接著將熱壓機密封，抽真空或通入惰性氣體，最后設定壓力和熱壓溫度，升溫，進行熱壓；熱壓結束后，取出試樣，并清洗干燥，得到最終的金剛石/碳化硅復合材料。
　　3.如權利要求1或2所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于所采用的金剛石為單晶，聚晶或者是金剛石破碎粉料，粒徑10～500μm；金剛石在使用前需要用有機溶劑進行清洗，以除去表面的油性雜質。
　　4.如權利要求3所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于金剛石在使用前需要對金剛石粉進行表面腐蝕或者表面改性，增加金剛石的表面粗糙度。
　　5.如權利要求1或2所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于作為基體的硅粉選用純度在99.99％以上的金屬硅粉，高純硅，或者是相應的硅合金。
　　6.如權利要求1或2所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于石墨采用鱗片石墨或土狀石墨。
　　7.如權利要求2所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于所述有機溶劑為無水乙醇或丙酮。
　　8.如權利要求2所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于混料機混料時轉速800r/min～1500r/min，混料時間4～24h，球料比10～20:1；混合物烘干溫度50～120℃，篩網60～3000目。
　　9.如權利要求2所述一種石墨為碳源制備金剛石/碳化硅復合材料的方法，其特征在于熱壓時采用氬氣或者真空條件，升溫速率5～15℃/min，保壓溫度1420～2000℃，壓力35～80MPa，保壓時間30～120min；熱壓結束后，試樣隨爐冷卻至室溫。