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随着集成电路向大功率、高集成化、小型化发展,单位体积元件产热量大大增加,从而对具有良好导热性和与集成电路芯片相匹配的热膨胀系数的新型封装材料提出迫切需求。本文以电子封装材料为应用背景,选择在居里温度相变具有极大的体负膨胀效应的钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,简写SBT)作为增强体材料,选择具有高电导、高热导性能的铜作为基体材料,采用放电等离子烧结工艺制备了不同锶含量SBT增强铜基复合材料,并对烧结态复合材料进行了退火处理。利用物相及微观组织结构分析方法(XRD、SEM、TEM等)观察了复合材料中增强体和基体的物相、形貌和界面特征进行分析;利用热膨胀仪对复合材料的烧结态和退火态的热膨胀性能进行分析;利用导热分析仪和低电阻测试仪对烧结态复合材料的热导率和电导率进行分析。物相和微观结构分析表明,利用固相合成法制备出所需SBT增强体,采用放电等离子烧结制备了SBT分布均匀的铜基复合材料,并且SBT与基体铜的界面清晰,未发生界面反应,复合材料的孔洞少致密度较高。随着SBT中锶含量的增加,复合材料中SBT对温度敏感,相变点逐渐左移,在室温下逐渐发生相变,由四方相转变为立方相。烧结态复合材料中的增强体SBT在30到300℃温度区间内持续相变,在250℃附近,复合材料内部应力变化,增强体此时集中相变,复合材料热膨胀系数急剧减小。烧结态复合材料内部残余应力复杂,热循环后复合材料的热膨胀性能稳定。复合材料的热导率受到增强体热导率低、孔洞、晶格畸变以及位错、孪晶等缺陷对热量的散射作用影响,其导热性降低。复合材料的电导率约为纯铜的30%左右,这是由于增强体导电性差,复合材料内部缺陷对电子散射作用影响。复合材料的热膨胀系数受退火温度和退火时间的影响,退火温度为300℃、退火时间为2h时,复合材料整体的热膨胀系数最低。根据原位XRD分析可知,增强体SBT在整个温度区间内,弥散相变,其晶格结构由四方相逐渐转变为立方相。