铝/金刚石导热复合材料

导热 528 W/m·K

采用直流辅助快速热压烧结，通过工艺优化消除孔隙和脱粘裂纹，实现近理论导热。

Yang, Xiao · 李元元 · 刘福田 · 李英儒 · Yan, Xiaoshan

Materials 2024

具体参数

导热系数

{'zh': '527.8', 'en': '527.8'} W m⁻¹ K⁻¹

密度

{'zh': '3.09', 'en': '3.09'} g cm⁻³

技术优势

近理论导热

最优工艺下导热系数达到 527.8 W m⁻¹ K⁻¹，与 Hasselman-Johnson 模型预测值 509.6 W m⁻¹ K⁻¹ 的误差仅为 3.4%，说明界面热阻被有效抑制。

避开缺陷窗口

烧结温度过低（≤520 °C）残留大量孔隙，过高（≥600 °C）出现脱粘裂纹；压力过高（≥100 MPa）引入位错，保温过长（≥20 min）导致铝相团聚。最优工艺 560 °C–80 MPa–10 min 恰好避开上述四个缺陷区间。

应用场景

• 电子封装散热：替代铜基或铝基均热片，解决高集成度芯片的局部热点问题。
• 高功率器件散热：贴在 IGBT、LD 等高功率器件下，降低结温，延缓失效。
• 功率模块基板：直接烧结成绝缘基板上的散热层，替换 AlN 或 Al₂O₃。
• 航空航天热控：半导体制冷端与热沉间的高导热填充，兼顾轻量化和导热。