铝渗碳化硅复合材料具有高导热、低膨胀、高模量、低密度等优异的综合性能,在电子封装领域具有广阔的应用前景。气压浸渗法利用气压实现浸渗,是一种低成本制备方法。但是目前对影响此工艺过程的因素和材料的凝固组织都缺乏深入研究。 本文通过浸渗热力学理论的毛细管原理计算了浸渗临界压力。单尺寸颗粒的尺寸以及双尺寸颗粒中小颗粒的密集程度对临界压力影响很大。另外预制型预热温度也对临界压力有较大影响,在温度从700℃增加到800℃过程中临界压力随着温度上升而明显下降。 高体积分数增强体的加入导致了基体合金组织的改变,初生α—Al枝晶大大减少,基体主要由Al-Si共晶组成。单尺寸颗粒的尺寸决定了共晶硅的大小和形态。随着加入的SiC颗粒尺寸的减小,硅相由原来的粗长条状变成细小的点状且分布更加弥散。在研究中还发现,SiC颗粒可以作为共晶硅异质生核的衬底。双尺寸颗粒与单尺寸小颗粒对共晶硅的影响类似,但其对共晶相的细化作用较后者略小。 本文还研究了SiC颗粒在高温下的氧化过程对临界压力、界面反应层和基体合金凝固组织的影响。实验对氧化后的颗粒多孔体进行了浸渗,结果表明氧化层与基体之间形成了200～300nm厚的界面反应层。氧化层的出现还提高了临界压力,而且与SiC颗粒一样也可以作为共晶硅相的形核衬底。