با توسعه مداوم میکروالکترونیک و فناوریهای ارتباطی 5G، قطعات الکترونیکی به سمت کوچکسازی و تراکم یکپارچهسازی بالاتر حرکت میکنند. مواد بستهبندی الکترونیکی سنتی-که از هدایت حرارتی پایین، راندمان اتلاف حرارت ضعیف و ضرایب انبساط حرارتی نسبتاً بالا رنج میبرند-ممکن است در دستگاههای الکترونیکی پرسرعت{4}}به گرمای بیش از حد منجر شود که منجر به آسیب یا حتی خرابی شود و بنابراین نمیتواند نیازهای مدار یکپارچه{5} بالا را برآورده کند.
الماس دارای خواص ترمودینامیکی، ساختاری و الکترونیکی عالی است، با رسانایی حرارتی بیش از 2000 W/(m·K) که آن را به یک ماده اتلاف کننده گرما{1} ایده آل تبدیل می کند. از طرف دیگر مس، کارایی و هدایت حرارتی فوق العاده ای را ارائه می دهد. ترکیب این دو کامپوزیت الماس/مس با چگالی کم، هدایت حرارتی بالا و ضرایب انبساط حرارتی قابل تنظیم، باعث میشود که آنها را به یکی از جذابترین مواد مدیریت حرارتی تبدیل کند.
در حال حاضر روش های زیادی برای تهیه کامپوزیت های الماس/مس مانند متالورژی پودر، نفوذ و ساخت افزودنی وجود دارد. در این میان، متالورژی پودر به دلیل مسیر پردازش ساده و خواص عالی کامپوزیت های حاصل، به یکی از متداول ترین رویکردها تبدیل شده است. در این روش پودر مس و ذرات الماس با آسیاب گلوله ای یا روش های دیگر به طور یکنواخت مخلوط می شوند و سپس با تف جوشی برای تولید کامپوزیت هایی با ریزساختار همگن ترکیب می شوند.
روشهای متداول زینترینگ مورد استفاده عبارتند از: تف جوشی داغ در خلاء{0}}فشردن پرس، تف جوشی سریع داغ- و زینترینگ پلاسمای جرقهای.
زینترینگ گرم-فشردن با جاروبرقی:
ذرات الماس فلزی شده با پودر مس مخلوط می شوند و سپس در خلاء تحت فشار و دمای اعمال می شوند (-حالت جامد یا مایع- تف جوشی فاز).
مزایا: تکنولوژی بالغ، تجهیزات به طور گسترده در دسترس.
معایب: دمای پخت بالا (900-1000 درجه)، خطر گرافیت شدن الماس.
تف جوشی سریع داغ-:
یک منبع گرمای خارجی به سرعت قالب و پودر را در حالی که فشار تک محوری اعمال میشود گرم میکند و تراکم سریع را ممکن میسازد.
مزایا: (1) زمان پخت کوتاه، به طور قابل توجهی کاهش قرار گرفتن در معرض الماس در دماهای بالا و به طور موثر سرکوب گرافیت. (2) چگالی نسبی بالا، رسیدن به بالای 95٪ و نزدیک شدن به تراکم نظری. (3) کم هزینه و ساختار تجهیزات ساده؛ (4) تنظیم انعطاف پذیر دما، فشار و زمان نگهداری، مناسب برای بهینه سازی فرآیند.
معایب: (1) گرمایش خارجی باعث ایجاد گرادیان دما در لبه های قالب می شود. (2) اندازه نمونه با ابعاد قالب محدود می شود.
تف جوشی پلاسمای جرقه ای:
یک جریان الکتریکی پالسی، پلاسمای جرقه ای را بین ذرات پودر ایجاد می کند و باعث گرم شدن و تف جوشی سریع می شود.
مزایا: سرعت گرمایش سریع، زمان پخت کوتاه، کاهش واکنش های سطحی بیش از حد.
معایب: تجهیزات گران قیمت، حجم نمونه محدود.
اجرای عملی این فرآیندهای تف جوشی به پشتیبانی از تجهیزات پخت{0}در دمای بالا متکی است.