高导热异构金刚石

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高导热异构金刚石高导热异构金刚石/铜复合材料增材制造技术，复合材料、其他功能材料。

关键词： 高热导率、金刚石、热界面材料、金刚石/铜复合材料

目录

应用领域

针对5G产业、新能源汽车、芯片、功率电子器件、激光器、高功率LED等领域高能量密度散热需求，如热沉、热管、封装材料

成果简介

金刚石/铜复合材料拥有极高热导率（理论600-900W m-1 K-1）和低热膨胀系数特性，已成为高性能热管理材料的代表，在航天航空、电子器件热管理领域开始崭露头角，极具发展潜力。目前，制备金刚石/铜复合材料以高温高压法和液相熔渗法为主。该方法存在制备成本高、工艺性差，并且无法异构成形等天生缺点，在民用领域应用或批量生产场上阻碍重重。为解决这一困境，我团队基于3d打印增材制造技术，通过金刚石表面金属化技术、高致密度复合材料增材制造工艺、复合材料后处理技术等关键科学技术突破，首次成功实现了高性能金刚石/铜复合材料制备，大幅度降低了材料的成本和生产时间，在实现近净成形的同时，实现形状复杂多样的制件制备，经后续抛光、镀覆、机械加工处理后可满足多种实际应用场景。目前该技术所获得材料热导率达700W m-1 K-1以上，抗弯强度大于200MPa，高低温循环100次后材料的热导率和强度下降不高于5%，最小特征尺寸小于0.2mm，表面粗糙度小于3.2μm，加工成本控制在6元/g以内。目前该技术已在多款高能量密度散热产品如光模块、热沉上成功应用。

经济效益与社会效益

5G产业、新能源汽车、功率器件等领域近年来发展迅猛，这类新兴产业无一例外都面临着散热难题，目前已成为阻碍该行业发展的最大难题。而高导热金刚石/铜复合材料则是解决该问题的最佳选择。基于3d打印工艺制备金刚石/铜材料是对传统热压、熔渗工艺的技术飞跃，在降低成本，提升工艺性及异构件加工方面对传统工艺产生彻底的技术变革。相关技术的推广将对热沉、热管、封装材料等散热材料的生产起到共性技术提升作用，在保证质量的同时大幅降低制造成本。在军事及民用领域产生极大的经济和社会效益。