預(yù)合金粉末由于每個粉末顆粒都包含組成合金的各種金屬元素，因此成分均勻性相當(dāng)好。由于其共熔點比合金中單元素熔點要低得多，因此預(yù)合金粉末所需的燒結(jié)溫度低。

目前，制備預(yù)合金粉末的常用方法主要有以下幾種：

(1)霧化法

預(yù)合金粉末高壓霧化法是按照設(shè)計好的胎體配比，在燒結(jié)之前預(yù)先將各種成分的金屬熔煉成合金，然后霧化噴粉，得到所需粒度的胎體粉末。霧化法按霧化介質(zhì)可分為水霧化和氣霧化，氣體霧化可用空氣、氮氣或氬氣等氣體。氣體霧化冷卻速度快、粉末晶粒細(xì)、粉末收得率高、成本低。由于水比氣體的粘度大且冷卻能力強，水霧化法特別適于熔點較高的金屬與合金。

(2)共沉淀法

共沉淀法即是在含有兩種或多種金屬離子的溶液中，加入沉淀劑、表面改性劑，通過強化工藝條件，使各種金屬離子幾乎同時沉淀而獲得成分均勻的沉淀物，再將沉淀物通過加熱分解、還原、破碎、過篩等工序處理后，..終得到所需粉末的方法。

共沉淀法是制備含有兩種以上金屬元素的復(fù)合粉料的重要方法。由于化學(xué)共沉淀法各組分預(yù)先可在溶液中達到分子間的均勻混合，因此制品的成分均勻穩(wěn)定，另外其他參數(shù)(如粒度、粒形等)也易于控制。制取的粉料具有粒度細(xì)、粒度分布范圍窄、成分分布均勻、純度高、燒結(jié)活性好等優(yōu)點。

二、高導(dǎo)熱封裝材料：“金剛石+金屬”復(fù)合材料

銅和鋁等金屬材料導(dǎo)熱性能良好，但熱膨脹系數(shù)高，溫度變化引起的熱應(yīng)力會誘發(fā)電子元器件產(chǎn)生脆性裂紋，降低元器件整體的可靠性。金剛石具有很好的綜合熱物理性能，其室溫下的熱導(dǎo)率為700～2200W/（m·K），熱膨脹系數(shù)為0.8×10-6/K。根據(jù)混合法則，將金剛石顆粒加入Ag、Cu、Al等高導(dǎo)熱金屬基體中制備的金剛石/金屬基復(fù)合材料，有望成為一種兼具低熱膨脹系數(shù)和高熱導(dǎo)率的新型電子封裝材料。

帶有銅涂層的金剛石/銅復(fù)合材料

以金剛石作為增強相的銅/金剛石（Cu/diamond）基復(fù)合材料在理論上熱導(dǎo)率可達1000W·m-1·K-1，是第三代封裝材料的5倍。這類金剛石/金屬復(fù)合材料被稱為第四代電子封裝材料。目前，金剛石／銅金屬基復(fù)合材料目前生產(chǎn)效率還較低，生產(chǎn)工藝還較復(fù)雜，成本過高，還未能大規(guī)模的使用。但綜合的看它的材料特性屬性，確實是“真香”。

對復(fù)合材料的制備而言，組元之間相互浸潤是進行復(fù)合的必要先行條件，是影響界面結(jié)構(gòu)及界面結(jié)合狀態(tài)的重要因素。金剛石和Cu的界面互不潤濕狀況導(dǎo)致界面熱阻很高。因此，通過各種技術(shù)手段對兩者的界面進行改性研究十分關(guān)鍵。目前，主要有兩種方法改善金剛石與Cu基之間的界面問題：1）金剛石表面改性處理，例如在增強相表層鍍Mo、Ti、W、Cr等活性元素可改善金剛石界面特性，從而提高其熱傳導(dǎo)性能。2）銅基體的合金化處理，在材料的復(fù)合加工之前，對金屬銅進行預(yù)合金化處理，這樣可制得熱導(dǎo)率普遍較高的復(fù)合材料。在銅基體中摻雜活性元素不僅可有效降低金剛石與銅之間的潤濕角，還能在反應(yīng)后于金剛石/Cu界面間生成可固溶于銅基的碳化物層，這樣材料界面間存在的多數(shù)間隙得到修飾填充，從而提高了導(dǎo)熱性能。

三、制備方法

粉末冶金法、放電等離子燒結(jié)法和液相滲透法是目前制備金剛石/銅復(fù)合材料..理想的工藝，除這三種方法外，制備金剛石/銅復(fù)合材料的方法還有很多，例如化學(xué)沉積法、機械合金化法、噴射沉積法、鑄造法等。

1.粉末冶金法

粉末冶金法是一種直接混合金屬粉末，在一定條件下制備復(fù)合材料的冶金方法.該法的主要生產(chǎn)工藝是先將所需金屬粉末和顆粒增強體等混合均勻，再將混料倒入成型模具中，..后在真空或氣體保護下燒結(jié)成預(yù)制備的材料。

日本科學(xué)家Yoshida利用高溫高壓的方法，使用粒徑為90~110μm的金剛石顆粒，在1420~1470K的溫度下，加壓4.5GPa，退火15min得到金剛石體積分?jǐn)?shù)為70％、熱導(dǎo)率為742W/(m·K)的金剛石/銅復(fù)合材料，他認(rèn)為金剛石/銅復(fù)合材料的熱導(dǎo)率取決于金剛石的粒度和體積分?jǐn)?shù)，而其熱膨脹系數(shù)僅取決于金剛石的體積分?jǐn)?shù)。

2.放電等離子燒結(jié)法

放電等離子燒結(jié)法(Spark plasmasintering，SPS)是瞬間將高能電流脈沖施加到裝有粉末的模具上，讓粉末顆粒之間產(chǎn)生放電，使粉末均勻、活化、放電等離子燒結(jié)法具有燒結(jié)時間短，升溫、降溫速率快，燒結(jié)材料均勻的優(yōu)點，因此受到廣泛關(guān)注.

張毓雋等采用放電等離子燒結(jié)法制備了熱導(dǎo)率為305W/(m·K)的金剛石/銅復(fù)合材料，并對復(fù)合材料的熱導(dǎo)率、致密度、熱膨脹系數(shù)進行了研究，當(dāng)金剛石體積分?jǐn)?shù)不斷升高時，復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)不斷下降，當(dāng)金剛石體積分?jǐn)?shù)大于65％時，復(fù)合材料的致密度與熱導(dǎo)率明顯下降。

3.液相滲透法

液相滲透法分為無壓滲透法和有壓輔助滲透法，其中有壓輔助滲透法又分為氣壓輔助滲透法和模壓輔助滲透法。美國的Lanxide公司..早開發(fā)出無壓滲透法，此方法是將純金屬或合金金屬基體放入加熱爐中加熱到其熔點以上，使得金屬液在無壓狀態(tài)下自發(fā)熔滲到增強體顆粒層中制備復(fù)合材料。此方法成本低，操作性強，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

無壓滲透法和有壓輔助滲透法均能制備出理想的金剛石/銅復(fù)合材料。無壓滲透法對金剛石與銅之間界面潤濕性的要求極高，金剛石與銅之間過渡層必須均勻且完整，相較于有壓輔助熔滲，無壓滲透法的熔滲時間較長。有壓輔助熔滲制備復(fù)合材料致密度更易保障，但高壓易造成金剛石晶體缺陷進而影響復(fù)合材料熱導(dǎo)率。有壓輔助熔滲法對壓制模具要求較高，制備的復(fù)合材料形貌相對單一。無壓滲透法可通過改變模具形狀，制備不同形貌的復(fù)合材料，氣壓輔助滲透法相較于傳統(tǒng)的模壓輔助滲透法，氣體壓力分布更為均勻，減少了金剛石顆粒在加壓過程中的偏移，所制備的復(fù)合材料顆粒分布更為均勻。

北京科技大學(xué)董應(yīng)虎等利用無壓滲透法制備出金剛石體積分?jǐn)?shù)36％~44％、致密度高達99.3％、熱導(dǎo)率為350W/(m·K)的金剛石/銅復(fù)合材料，對各種氣氛下無壓熔滲制備的復(fù)合材料進行性能測試，發(fā)現(xiàn)在真空氣氛下制備的復(fù)合材料熱導(dǎo)率..高，高純氬氣氣氛下制備的復(fù)合材料熱導(dǎo)率次之，在高純度氫氣氣氛下制備的復(fù)合材料熱導(dǎo)率..低，..優(yōu)無壓熔滲溫度為1300-1400℃，..佳無壓熔滲時間為90-110min。