ICS77.150.10 CCS H 61 中华人民共和国国家标准 GB/T41736—2022 高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料 High volume fraction SiC particulate aluminum matrix composites 2023-05-01实施 2022-10-12发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41736—2022 前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任， 本文件由全国碳纤维标准化技术委员会（SAC/TC572）归口。 本文件起草单位：江苏省产品质量监督检验研究院、西安明科微电子材料有限公司、北方工业大学、 中铝材料应用研究院有限公司。 本文件主要起草人：姚强、朱宇宏、王燕、崔岩、路通、朱爱霞、马俊立。 1 GB/T41736—2022 高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料 1范围 本文件规定了高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料的分类和标记、技术要求、试验方法、检验规则 以及包装、运输、贮存和标志 本文件适用于精密仪器、电子元器件制造用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T11732013 铸造铝合金 GB/T1423—1996 贵金属及其合金密度的测试方法 GB/T1804—2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T3045—2017 普通磨料碳化硅化学分析方法 GB/T3048.2—2007 电线电缆电性能试验方法第2部分：金属材料申阳率试验 GB/T3190—2020 变形铝及铝合金化学成分 GB/T5593—2015 电子元器件结构陶瓷材料 GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T20975（所有部分） 铝及铝合金化学分析方法 GB/T22588—2008 闪光法测量热扩散系数或导热系数 GB/T32496—2016 金属基复合材料增强体体积含量试验方法图像分析法 GJB332A2004 固体材料线膨胀系数测试方法 GJB548A—1996 微电子器件试验方法和程序 HB/Z60—1996 X射线照相检验 HB963—2005 铝合金铸件规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 铝基复合材料 +aluminummatrixcomposites 在纯铝或铝合金基体中引人或（和）自生增强体的复合材料 3.2 高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料 +highvolumefraction SiCparticulatealuminummatrixcom- posites 碳化硅颗粒的体积分数大于45%的铝基复合材料。 1 GB/T41736—2022 3.3 颗粒particle 不易用普通分离方法再分的、组成粉末的单个体。 3.4 坏锭ingot 通过浸渗法、粉末冶金法、挤压铸造法等方法制备的具有一定形状、尺寸和性能的高体积分数碳化 硅颗粒铝基复合材料毛坏。 3.5 内部冶金质量 量internal metallurgicalquality 一般不能用肉眼检查出来的坏锭内部状况和达到用户要求的程度。 注：包括坏锭内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷。检查坏锭的内部冶金质量，用无损探伤、金相检查等方法。 4分类和标记 4.1分类 按用途和性能分为两大类4个牌号，详见表1。 表1高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料分类 用途 牌号 线膨胀系数代号 线膨胀系数 SiCp/×××-DZ7 7 7.0~<8.0 电子元器件制造 SiCp/×××-DZ8 8 8.0~9.6 SiCp/×××-JY8 8 8.0~<9.6 精密仪器 SiCp/×××-JY10 10 9.6~11.2 4.2标记 SiCp/xXX 线膨胀系数代号 DZ或JY之一 铝合金代号 碳化硅颗粒代号 示例：基体铝合金牌号为ZL101，线膨胀系数代号为8.用于电子元器件制造的高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料 标记为SiCp/ZL101-DZ8。 5技术要求 5.1材料的一般要求 5.1.1对于电子元器件制造用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料中使用的SiC颗粒，纯度应不低于 98%；对于精密仪器用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料中使用的SiC颗粒，纯度应不低于96%。 2 GB/T41736—2022 5.1.2铝合金基体的化学成分和杂质的允许含量应符合GB/T1173—2013或GB/T3190—2020的 规定。 5.2材料的物理与力学性能 电子元器件制造用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料的物理与力学性能应符合表2的规定，精 密仪器用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料的物理与力学性能应符合表3的规定。 表 2 电子元器件制造用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料的物理与力学性能 SiC颗粒体积 热导率 线膨胀系数 密度 电阻率 弯曲强度 致密性 牌号 分数 W/(m·K) g/cm 105/℃ μa·cm MPa Pa·m"/s % SiCp/×××-DZ7 ≥62 <3.05 ≥180 7.0~<8.0 <30 ≥320 ≤1X10- SiCp/×××-DZ8* 52~<62 <2.97 ≥180 8.0~9.6 ≥320 ≤1×10- SiCp/xX×- -DZ7、SiCp/×××一DZ8经高压氢气吸附试验后，通过漏气速率表征致密性 表3精密仪器用高体积分数碳化硅颗粒铝基复合材料的物理与力学性能 SiC颗粒体积分数 密度 热导率 线膨胀系数 弯曲强度 弯曲模量 牌号 % g/cms W/(m·K) 10-6/℃ MPa GPa SiCp/××X-JY8 ≥52 <3.00 ≥160 8.0~<9.6 ≥360 ≥180 SiCp/×××-JY10 46~<52 <2.93 ≥160 9.6~11.2 ≥320 ≥170 5.3 坏锭质量 5.3.1 外观质量 坏锭表面应整洁，不应有霉斑及外来夹杂物，无肉眼可见的未复合区域或裂纹。 5.3.2 内部治金质量 殊要求时由供需双方协商确定合格级别。 6试验方法 6.1试样 试样经线切割切取、研磨后，表面粗糙度（Ra）的最大值为6.3um，试样形状、尺寸应符合表4的规 定。试样尺寸公差应符合相关方法标准或GB/T1804一2000中精密等级的规定。 3 GB/T41736—2022 表4试样形状和尺寸 弯曲弹性 检验项目 密度 热导率 线膨胀系数 电阻率 弯曲强度 致密性 模量 长方体或 试样形状 圆柱体 长方体 圆柱体 长方体 长方体 圆柱体 圆柱体 $10mmX 5mmX 7mmX Xuw 体积不小于 3mm或 $4mmX $10mmX 规格尺寸 10mmX 7mmX 7mmx 0.5cm² $12.7mmX 50mm 3mm 65mm 65mm 65mm 3mm 6.2 化学成分 铝合金基体化学成分的检验方法按GB/T20975（所有部分）或GB/T7999的规定执行。当分析结 果有争议时，应按GB/T20975进行仲裁。 6.3SiC颗粒体积分数 按GB/T32496—2016规定的方法测定。 6.4SiC颗粒纯度 按GB/T3045—2017规定的方法测定。 6.5密度 按GB/T1423—1996规定的方法测定。 6.6热导率 按GB/T22588一2008规定的方法测定，测试温度为室温。 6.7 线膨胀系数 按GJB332A一2004规定的方法测定。起始测试温度（25士5）℃，终止测试温度100℃。 6.8电阻率 按GB/T3048.2—2007规定的方法测定。 6.9弯曲强度 采用三点弯曲法进行测量，跨距（L）为50mm：三点弯曲试验应采用图1所示的结构。按 GB/T55932015中5.6规定的方法测定。 GB/T41736—2022 1. 标引序号说明： 1 压头； 2 夹具； F 一施加载荷； 一跨距； 一厚度； b 一宽度。 图1弯曲强度测试结构示意图 弯曲强度按公式（1)计算： 3FL .(1) 2bh2 式中： 弯曲强度，单位为兆帕（MPa）； E- 一试样断裂时的施加载荷，单位为牛顿（N）； L 跨距，单位为毫米（mm）； b 宽度，单位为毫米（mm）； 厚度，单位为毫米（mm）。 h 6.10 弯曲弹性模量 通过在弯曲强度试样上贴电阻应变片，获得载荷-应变曲线的方法测定材料的弯曲弹性模量。应变 片应粘贴在试样拉伸面中点位置，且保证该位置在放置试样时位于夹具两支座的跨距中央。复合材料 加载过程中的应变量采用高速应变仪进行测量，采样频率应大于100Hz。应变片的栅长×栅宽尺寸为 3mm×2mm，电阻值为119.92±0.12，灵敏度系数为2.08±1。 弯曲弹性模量按公式（2）计算： 3FL E= X 10-3 (2) 2bh"e 式中： E 弯曲弹性模量，单位为吉帕（GPa）； F 试样断裂时的施加载荷，单位为牛顿（N）： L 跨距，单位为毫米（mm）； 宽度，单位为毫米（mm）； b h 厚度，单位为毫米（mm）； 与F对应的受拉面的中心的应变增量。 计算结果保留3位有效数字。 5 GB/T41736—2022 6.11 致密性 在0.4MPa的氢气气氛中保持2h，再置于大气环境中静止30min，但最长停顿时间不超过1h 按GJB548A一1996中方法1014的规定进行检测。有特殊要求