CN102093056A - 网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种电子封装用网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法，原料的组份及体积百分比含量为：增强相碳化硅45～85％，铝基体15～55％，同时使增强相碳化硅和铝基体形成网络互穿结构。首先制备碳化硅预制件素坯，在氩气保护下于约2200℃下恒温1～3时间得网络结构碳化硅预制件；再采用真空压力浸渗工艺将铝合金液体浸渗至所述预制件的孔隙中，制备出网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或构件或近净成型构件，最后经过机械加工获得最终形状和尺寸的构件。本发明使产品具有膨胀系数可调节、热导率更高、弹性模量更高、气密性好、成本低廉特点，可广泛应用于混合集成电路、毫米波/微米波集成电路、多芯片组件和大电流功率模块等电子器件封装领域。

Description

网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于电子封装的网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法，属于金属基复合材料及构件制备技术领域。

背景技术

微电子器件封装材料现主要采用铝合金、铜合金、柯伐合金、W/Cu合金等。但现有铝合金和铜合金膨胀系数过高、柯伐合金密度过大且热导率太低、W/Cu合金热导率和膨胀系数非常理想，但其价格昂贵且密度太大，均难以满足实际需求。

中国专利02139732.5“铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法”、CN101427367B“铝-碳化硅复合体和使用该复合体的散热零件”和美国专利US5746267“MONOLITHIC METALMATRIX COMPOSITE”均使用碳化硅颗粒作增强相，这样制备出的高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料(以下简称：铝碳化硅复合材料)在30℃～150℃热膨胀系数最小不低于6×10^-6/℃，室温热导率最大不超过230W/m.K，尚不能完全满足电子元器件封装的实际需求。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术存在的不足，提供一种网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法，所制得的复合材料及其构件具有密度小、膨胀系数可调节、热导率高、弹性模量高、气密性好和成本较低的特点，可广泛应用于混合集成电路、毫米波/微米波集成电路(MMIC)、多芯片组件和大电流功率模块(如IGBT模块)等电子器件领域。

本发明的技术方案之一是，所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)制备网络互穿结构的增强相碳化硅预制件：

a.制备碳化硅素坯：以颗粒粒径范围为0.2μm～200μm的碳化硅颗粒为原料，通过成型获得碳化硅素坯，碳化硅素坯的密度为：1.78g/cm³～2.85g/cm³

所述碳化硅颗粒可以是一种粒径或多种粒径；

所述成型采用干法模压成型、注射成型或注浆成型之一获得碳化硅素坯；

b.制备网络结构增强相碳化硅预制件：将碳化硅素坯在氩气气氛保护下，按0.5℃/min～5℃/min的速率加热至2100℃～2300℃，再在该温度下恒温1小时～3小时，然后随炉冷却后到具有网络结构的碳化硅预制件，该碳化硅预制件的密度为1.44g/cm³～2.72g/cm³；

(2)采用真空压力浸渗方法，使铝液浸渗到网络结构碳化硅预制件中的孔隙中，制备网络互穿结构铝碳化硅复合材料或近净成型构件，碳化硅增强相占所述铝碳化硅复合材料或近净成型构件的体积分数在45～85％之间，余为铝合金。

以下对本发明做出进一步说明。

所述碳化硅预制件具有网络结构；所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件中，碳化硅增强相与铝合金基体之间为网络互穿结构。

本发明中，所述真空压力浸渗方法为以下方法之一：

a.真空压力铸造浸渗法：将成型模具加热至200℃～500℃后恒温0.5小时～1小时；将所述碳化硅预制件加热至580小时～700℃后恒温0.5小时～1小时；铝合金熔化并加热至720℃～780℃后恒温0.5小时～1小时，除气去渣，得铝合金液；然后将所述碳化硅预制件置于成型模具中，再迅速倒入铝铝合金液，待冲头越过浇注口后，用压铸真空机对模腔及碳化硅预制件进行抽真空，使模腔内的真空度低于1000Pa，最后施加50MPa～100MPa的压力，使铝合金液浸渗到网络结构碳化硅预制件中的孔隙中，保持压力2分钟～4分钟后，脱模，即得网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或其近净成型构件；

b.真空挤压铸造浸渗法：将成型模具加热至200℃～500℃后恒温0.5℃～1小时，并将所述碳化硅预制件加热至580℃～700℃后恒温0.5～1小时，铝合金熔化并加热至720℃～780℃后恒温0.5小时～1小时，除气去渣，得铝合金液；然后向成型模具中倒入铝合金液，再将所述碳化硅预制件置于成型模具中，合模后通过压铸真空机对模腔及碳化硅预制件抽真空，使模腔内的真空度低于1000Pa，最后施加50Pa～100MPa的压力，使铝合金液浸渗到网络结构碳化硅预制件中的孔隙中，保持压力2～4分钟后脱模，即得网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或其近净成型构件；

c.真空气体加压浸渗法：首先将所述碳化硅预制件置于成型模具中，随后将成型模具和熔铝坩埚分别置于同一真空压力浸渗炉的上室和下室中；其次开动真空系统使真空浸渗炉中的压力达到0.01Pa～10Pa后开始升温，使成型模具在580℃～660℃恒温1小时～3小时，铝合金熔化加热至680℃～780℃恒温1小时～2小时，得铝合金液，在此过程中真空系统一直工作；最后将熔铝坩埚提升后停止抽真空，再往炉腔内充入高纯氮气或氩气，使炉腔内压力达8MPa～12MPa，此时铝合金液在气体压力作用下进入成型模具并浸渗到网络结构碳化硅预制件的孔隙中；保持炉腔压力不变，待腔内温度降至200℃～400℃时卸压，取出成型模具进行脱模，获得网络互穿结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件。

本发明中，铝液浸渗加压前，最好使所述碳化硅预制件处于真空环境中，真空度小于1000Pa。

本发明中，原料的组份及体积百分比含量为：增强相碳化硅45％～85％，铝基体15％～55％。

本发明的技术方案之二是，所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料构件的制备方法为，将所述制得的网络互穿结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件进行机械切削加工，制成最终形状和尺寸的构件。所述机械切削加工为电火花线切割、金刚石切割、金刚石砂轮磨削、聚金刚石刀具铣削等工艺手段中的至少一种。

由于网络结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件含有大量增强相碳化硅，碳化硅硬度高，不宜采用常规刀具进行机械加工；因此对其需加工的平面采用金刚石砂轮或立方氮化硼砂轮进行磨削加工；对其沉孔或台阶等采用电火花进行机械加工，采用金刚石切割片或激光进行切割，即可得到最终形状和尺寸的构件。

本发明的技术原理是，所述方法制备网络结构的增强相碳化硅预制件，在浸渗前对碳化硅预制件进行抽真空，排除预制件孔隙中的气体，然后再进行铝液浸渗铸造，得到铝基体和增强相碳化硅呈网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或近净成型构件，近净成型构件可再用金刚石砂轮和电火花进行少量机械加工，可得到具有密度小、膨胀系数可调节、热导率高、弹性模量高、气密性好的具有网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或铝碳化硅复合材料构件。

由以上可知，本发明为一种具有网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件的制备方法，由于网络互穿结构铝碳化硅复合材料综合了铝合金和碳化硅的性能，因此本发明方法生产的产品具有密度小，膨胀系数可调节、热导率高、弹性模量高、气密性好等特点；并且，本发明方法可将材料制备和构件制造融为一体，并能进行近净成型构件的制备，同时该方法具有操作简单，成本低廉的显著特点。

附图说明

图1为一种实施例的网络互穿结构铝碳化硅复合材料及其构件制备流程示意图；

图2为真空压力浸渗铸造工艺步骤示意图；其中，(1)为放置预制件，(2)为浇铸铝合金液及模具抽真空，(3)为铝合金液浸渗；

图3为真空气压浸渗铸造工艺示意图；

图4为真空挤压铸造浸渗工艺步骤示意图；其中，(1)为铝合金液浇铸，(2)为放置碳化硅预制件，(3)为合模抽真空，(4)为铝合金液浸渗；

图5中，(A)为相对密度为63％的颗粒状碳化硅预制件断口显微形貌；(B)为相对密度为63％的网络结构碳化硅预制件断口显微形貌；

图6为相对密度为63％的网络结构碳化硅预制件抛光显微形貌；

图7中，(A)为相对密度为74％的普通铝碳化硅复合材料显微组织图，(B)为相对密度为为74％的网络互穿结构铝碳化硅复合材料显微组织图。

图8中，(A)是对比例3的铝碳化硅复合材料的显微组织形貌，(B)是实施例3的网络互穿结构铝碳化硅复合材料的显微组织形貌。

在所述附图中：

1-压射冲头，           2-浇注室，         3-加热器，

4-碳化硅预制件，       5-抽真空管道，     6-动模，

7-静模，               8-铝液浇勺，       9-铝合金液，

10-真空容器，          11-加热炉，        12-成型模具，

13-碳化硅预制件，      14-外模套，        15-升液管，

16-熔化铝合金的加热炉，17-铝合金液体，    18-坩埚，

19-坩埚升降机构，      20-动模垫板，      21-脱模顶杆垫板，

22-顶杆固定板，        23-脱模顶杆，      24-动模，

25-抽真空管道，        26-压射冲头，      27-静模垫板，

28-静模，              29-铝液浇勺，      30-铝液，

31-内模，              32-碳化硅预制件。

具体实施方式

下面结合实施例和比较例更具体地说明本发明，但本发明不限于以下实施例。

(一)实施例1和比较例1(复合材料)：

实施例1：称取碳化硅颗粒A(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W63、平均粒径：55μm)70g和碳化硅颗粒B(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W14、平均粒径：12μm)30g、聚乙烯醇溶液10g以及磷酸二氢铝(湖南株洲市中天磷酸盐化工有限责任公司)4.5g，用搅拌混合机混合1小时后，在压力为100MPa下加压成型制成100mm×100mm×5mm尺寸的平板状碳化硅素坯，素坯密度为2.29g/cm³。

将得到的碳化硅素坯在空气电阻炉中用1℃/min速率升至800℃恒温1.5小时处理后，再置于碳管炉中、充入高纯氩气，加热至2200℃恒温1.5小时进行重结晶烧结随炉冷却后，得到具有网络结构、相对密度为63％的碳化硅预制件。采用图2所示的真空压力铸造法制备网络互穿结构铝碳化硅复合材料，具体工艺参数如下：预制件加热至620℃恒温1小时，成型模具加热至340℃恒温1小时，ZL101AL熔化加热至740℃恒温0.5小时后除气去渣；铝液浇注合模且冲头压射超过浇注口后用压铸真空机对模腔抽真空，当模腔真空度小于1000Pa时，冲头继续加压，最终铸造压力为80MPa，保压2分钟后脱模得到网络互穿结构的铝碳化硅复合材料。

比较例1：除了不在碳管炉中进行重结晶烧结外，用与实施例1相同的工艺制备铝碳化硅复合材料。

相对密度为63％的颗粒状碳化硅预制件和网络结构碳化硅预制件的断口扫描电镜形貌分别如图5(A和图5(B)所示；网络结构碳化硅预制件抛光面的扫描电镜形貌如图6所示；从图5(A)中可见碳化硅预制件中粗细颗粒分布均匀，经过2200℃恒温1.5小时处理后，图5(A)中细小的SiC颗粒基本消失，SiC颗粒明显长大，且外形圆滑，颗粒之间形成桥连结构，碳化硅颗粒间通过汽化-凝结烧结机理已形成原子级冶金结合，此时碳化硅预制件已形成了网络结构(图5(B)和图6)。经真空压力铸造后得到的铝碳化硅复合材料和网络互穿结构铝碳化硅复合材料的显微组织形貌分别如图7(A)和图7(B)所示。从图7(B)可见，增强相碳化硅和基体铝合金完全呈现出网络互穿结构。

用德国NETZSCH DIL 402PC膨胀仪测量碳化硅预制件样品(尺寸为：6mm×4mm×25mm)和铝碳化硅复合材料样品(尺寸为：φ4.5mm×25mm)室温至150℃时的膨胀系数；用差热分析仪测量碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料比热容；用德国NETZSCH LFA447激光导热系数测量仪测量碳化硅预制件(尺寸为：φ12.7mm×4mm)和铝碳化硅复合材料(尺寸为：φ12.7mm×4mm)室温的热扩散率，由此计算碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的热导率；用北京中科科仪技术发展有限责任公司生产的ZQJ-230E型氦谱检漏仪测量铝碳化硅复合材料(尺寸为：25mm×10mm×2mm)的致密性。用WDW-100KN型电子万能试验机采用三点弯曲的方法测定碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料试样的抗弯强度，试样数量均为5～7件，尺寸为4mm×3mm×40mm，跨距为30mm，压头位移速度为1mm/min。

实施例1和比较例1所述的碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的主要性能见表1。

由表1可知，与颗粒状碳化硅预制件相比，网络结构碳化硅预制件的膨胀系数更低，抗弯强度提高一倍多，而热导率提高九倍。与碳化硅颗粒增强铝基复合材料相比，网络互穿结构铝碳化硅复合材料的膨胀系数和抗弯强度分别降低了11.7％和20％，而热导率则提高了34％，超过纯铝的理论热导率237W/(m·K)，达到248W/(m·K)；同时两种复合材料致密性均小于1.0×10^-9Pa·m³/s，满足GJB5543-2005《高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料规范》要求。网络互穿结构铝碳化硅的膨胀系数与氧化铝基板、低温共烧陶瓷基片(LTCC)和4J29膨胀合金的膨胀系数更匹配，其热导率又超过纯铝理论热导率，能更好地满足大功率微电子元器件/模块散热要求。

表1实施例1和比较例1所述的碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的主要性能

(二)实施例2和比较例2(复合材料)：

实施例2：称取碳化硅颗粒A(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W63、平均粒径：55μm)100g、淀粉(河北省秦皇岛豪瑞淀粉有限公司)18g以及有机硅树脂(美国道康宁公司)6g，用搅拌混合机混合1小时后，在压力为60MPa下加压成型制成118mm×118mm×5mm尺寸的平板状碳化硅素坯，素坯的密度为1.78g/cm³。

将得到的碳化硅素坯在空气电阻炉中用1℃/min速率升至1000℃恒温1.5小时处理后，再置于碳管炉中、充入高纯氩气，加热至2300℃恒温1小时进行重结晶烧结随炉冷却后，得到具有网络结构、相对密度为45％的碳化硅预制件。采用图3所示的真空气压铸造法制备网络互穿结构铝碳化硅复合材料，具体工艺参数如下：真空室压力为5Pa，碳化硅预制件和成型模具加热温度720℃恒温2小时，6063Al合金熔化加热温度760℃恒温1小时，浸渗压力为8MPa，保压冷却至400℃卸压。控制碳化硅预制件成型模具尺寸，预制件生坯升温速率和浸渗模具尺寸可得近净成型网络互穿结构铝碳化硅复合材料构件。

比较例2：除了不在碳管炉中进行重结晶烧结外，用与实施例2相同的工艺制备铝碳化硅复合材料。

按上述实施例1中描述的方法，测试两种碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的性能，结果见表2。

从表2可见，与同体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料相比，网络互穿结构铝碳化硅复合材料具有更低的膨胀系数和更高的热导率，但抗弯强度较小。

表2实施例2和比较例2所述的碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的主要性能

(三)实施例3和比较例3(复合材料)：

实施例3：称取碳化硅颗粒A(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：100目、平均粒径：135μm)50g、碳化硅颗粒B(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W40、平均粒径：28μm)20g、碳化硅颗粒C(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W14、平均粒径：12μm)10g和碳化硅颗粒D(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W7、平均粒径：4.8μm)20g；将乙基纤维素3g(江苏省昆山市石浦年沙助剂厂)和有机硅树脂(美国道康宁公司)3g用丙酮(25ml)溶解后，与上述碳化硅颗粒一并置于搅拌混合机混合1小时，然后在150MPa压力下加压成型制成100mm×100mm×4.2mm尺寸的平板状碳化硅素坯，素坯的密度为2.81g/cm³。

将得到的碳化硅素坯在空气电阻炉中用1℃/min速率升至1000℃恒温1.5小时处理后，再置于碳管炉中、充入高纯氩气，加热至2150℃恒温1小时进行重结晶烧结随炉冷却后，得到具有网络结构、相对密度为74％的碳化硅预制件。采用图4所示的真空挤压铸造法制备网络互穿结构铝碳化硅复合材料，具体工艺参数如下：预制件加热至620℃恒温1小时，成型模具加热至400℃恒温1小时，6063Al熔化加热至740℃恒温1小时后除气去渣；先将铝液浇注再将碳化硅预制件置于静模上，动模下行合模，合模后用压铸真空机对模腔抽真空，当模腔真空度小于1000Pa时，挤压冲头开始加压，最终铸造压力为120MPa，保压2分钟后脱模得到网络互穿结构的铝碳化硅复合材料。

比较例3：除了不在碳管炉中进行重结晶烧结外，用与实施例3相同的工艺制备铝碳化硅复合材料。

铝碳化硅复合材料和网络互穿结构铝碳化硅复合材料的显微组织形貌如图8(A)和图8(B)所示。

按上述实施例1中描述的方法，测试两种碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的性能，结果见表3。

表3实施例4和比较例3所述的碳化硅预制件和铝碳化硅复合材料的主要性能

(四)实施例4(铝碳化硅复合材料构件)：

称取碳化硅颗粒A(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W63、平均粒径：55μm)426g、碳化硅颗粒B(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W28、平均粒径：18μm)170g、碳化硅颗粒C(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W10、平均粒径：9μm)255g、多组元石蜡基粘接剂96g以及聚碳硅烷(国防科学技术大学)30g，用搅拌捏合机混合1小时后，在广东震德塑料机械有限公司生产的CJ80E型注塑机上，以160～180℃注射温度及90～110MPa压力注射成型，制备出复杂形状的碳化硅预制件素坯，素坯的密度为2.42g/cm³。

在真空脱脂炉中，先以0.5℃/min升温至800℃恒温2小时处理，随炉冷却取出后再置于碳管炉中充入高纯氩气再以2℃/min升温加热至2150℃恒温1小时进行重结晶烧结随炉冷却后，得到具有网络结构、相对密度为63％的碳化硅预制件。

采用与实施例2所述相同的真空气压浸渗工艺将铝渗入碳化硅预制件中获得网络互穿结构铝碳化硅构件坯料。用金刚石砂轮、聚金刚石铣刀和电火花工艺对网络互穿结构铝碳化硅构件坯料进行必要的机械加工，最终获得所需形状和尺寸的网络互穿结构铝碳化硅构件。按实施例1中所述方法检测性能，热膨胀系数、热导率、抗弯强度和和致密性结果分别为：7.65×10^-6/℃、182W/m.K、365MPa和1.2×10^-9Pa.m³/s。

(五)实施例5(铝碳化硅复合材料构件)：

称取重结晶碳化硅专用球形碳化硅颗粒A(大连长信碳化硅微粉有限公司：RS100，平均粒径95μm)50g、碳化硅颗粒B(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W28、平均粒径：18μm)50g、碳化硅颗粒C(山东凯华碳化硅微粉有限公司生产：W2、平均粒径：1.5μm)172g、以阿拉伯树胶为主的复合添加剂D10g和去离子水E82g，将上述碳化硅微粉、复合添加剂和去离子水倒入真空搅拌浆料桶中搅拌10小时后倒入石膏成型模具中，成型出尺寸为140mm×130mm×5.5mm的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)模块热沉用碳化硅素坯，素坯的密度为2.85g/cm³。将得到的碳化硅素坯置于碳管炉中、充入高纯氩气，用1℃/min速率加热至2150℃恒温1小时进行重结晶烧结随炉冷却后，得到具有网络结构、相对密度为85％的碳化硅预制件。

用与实施例3所述相同工艺的真空挤压铸造浸渗工艺将铝渗入碳化硅预制件中获得网络互穿结构铝碳化硅构件坯料。用金刚石砂轮、聚金刚石铣刀和电火花工艺对网络互穿结构铝碳化硅构件坯料进行必要的机械加工，最终获得所需形状和尺寸的用于IGBT模块热沉的网络互穿结构铝碳化硅构件，按实施例1中所述方法检测铝碳化硅材料性能，热膨胀系数、热导率、抗弯强度和致密性结果分别为：4.65×10^-6/℃、280W/m.K、210MPa和2.2×10^-9Pa.m³/s。

Claims (5)

1.一种网络互穿结构铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征是，它包括以下步骤：

(1)制备网络互穿结构的增强相碳化硅预制件：

a.制备碳化硅素坯：以颗粒粒径范围为0.2μm～200μm的碳化硅颗粒为原料，通过成型获得碳化硅素坯，碳化硅素坯的密度为：1.78g/cm³～2.85g/cm³；

所述碳化硅颗粒可以是一种粒径或多种粒径；

所述成型采用干法模压成型、注射成型或注浆成型之一获得碳化硅素坯；

b.制备网络结构增强相碳化硅预制件：将碳化硅素坯在氩气气氛保护下，按0.5℃/min～5℃/min的速率加热至2100℃～2300℃，再在该温度下恒温1小时～3小时，然后随炉冷却后到具有网络结构的碳化硅预制件，该碳化硅预制件的密度为1.44～2.72g/cm³；

(2)采用真空压力浸渗方法，使铝合金液浸渗到网络结构碳化硅预制件中的孔隙中，制备网络互穿结构铝碳化硅复合材料或近净成型构件，碳化硅增强相占所述铝碳化硅复合材料或近净成型构件的体积分数为45％～85％，余为铝合金。

2.根据权利要求1所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征是，所述真空压力浸渗方法为以下方法之一：

a.真空压力铸造浸渗法：将成型模具加热至200℃～500℃后恒温0.5小时～1小时；将所述碳化硅预制件加热至580小时～700℃后恒温0.5小时～1小时；铝合金熔化并加热至720℃～780℃后恒温0.5小时～1小时，除气去渣，得铝合金液；然后将所述碳化硅预制件置于成型模具中，再迅速倒入铝铝合金液，待冲头越过浇注口后，用压铸真空机对模腔及碳化硅预制件进行抽真空，使模腔内的真空度低于1000Pa，最后施加50MPa～100MPa的压力，使铝合金液浸渗到网络结构碳化硅预制件中的孔隙中，保持压力2分钟～4分钟后，脱模，即得网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或其近净成型构件；

b.真空挤压铸造浸渗法：将成型模具加热至200℃～500℃后恒温0.5℃～1小时，并将所述碳化硅预制件加热至580℃～700℃后恒温0.5～1小时，铝合金熔化并加热至720℃～780℃后恒温0.5小时～1小时，除气去渣，得铝合金液；然后向成型模具中倒入铝合金液，再将所述碳化硅预制件置于成型模具中，合模后通过压铸真空机对模腔及碳化硅预制件抽真空，使模腔内的真空度低于1000Pa，最后施加50Pa～100MPa的压力，使铝合金液浸渗到网络结构碳化硅预制件中的孔隙中，保持压力2～4分钟后脱模，即得网络互穿结构的铝碳化硅复合材料或其近净成型构件；

c.真空气体加压浸渗法：首先将所述碳化硅预制件置于成型模具中，随后将成型模具和熔铝坩埚分别置于同一真空压力浸渗炉的上室和下室中；其次开动真空系统使真空浸渗炉中的压力达到0.01Pa～10Pa后开始升温，使成型模具在580℃～660℃恒温1小时～3小时，铝合金熔化加热至680℃～780℃恒温1小时～2小时，得铝合金液，在此过程中真空系统一直工作；最后将熔铝坩埚提升后停止抽真空，再往炉腔内充入高纯氮气或氩气，使炉腔内压力达8MPa～12MPa，此时铝合金液在气体压力作用下进入成型模具并浸渗到网络结构碳化硅预制件的孔隙中；保持炉腔压力不变，待腔内温度降至200℃～400℃时卸压，取出成型模具进行脱模，获得网络互穿结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件。

3.根据权利要求1所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征是，所述碳化硅预制件具有网络结构；所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件中，碳化硅增强相与铝合金基体之间为网络互穿结构。

4.根据权利要求1所述网络互穿结构铝碳化硅复合材料的制备方法，其特征是，在铝合金液浸渗加压前，使碳化硅预制件处于真空环境中，真空度小于1000Pa。

5.一种网络互穿结构铝碳化硅复合材料构件的制备方法，其特征是，该方法为，将如权利要求1所制得的网络互穿结构铝碳化硅复合材料或其近净成型构件进行机械切削加工，制成最终形状和尺寸的构件；所述机械切削加工为电火花线切割、金刚石切割、金刚石砂轮磨削、聚金刚石刀具铣削中的至少一种。

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