CN113968748A - 基于热沉材料的陶瓷封接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于热沉材料的陶瓷封接方法，属于陶瓷封接技术领域，包括以下步骤：第一步、采用Mo‑Mn法对Al2O3陶瓷焊件进行表面金属化处理，并对表面金属化处理后的Al2O3陶瓷焊件和瓷封合金进行焊前处理；第二步、将Al2O3陶瓷焊件置于连接件和瓷封合金之间，形成钎焊结构，并用石墨夹具对钎焊结构进行固定，其中连接件由热沉材料制成；第三步、将组合好的钎焊结构放入链式钎焊炉中进行加热，在真空或者惰性气氛保护条件下，实现封接；本发明还制备了一种该沉积材料，不仅含有金属钨和金属铜的特性，还具有较高的导热系数，作为封接材料，使得本发明的陶瓷封接材料的封接效果更好。

Description

基于热沉材料的陶瓷封接方法
技术领域
本发明属于陶瓷封接技术领域，具体地，涉及基于热沉材料的陶瓷封接方法。
背景技术
随着信息化的高速发展，微电子技术的电子材料集成度越来越高，相应功率密度越来越大，因此对相应热沉材料的可靠性和性价比等提出了更高的要求。新型电子封装热沉材料的研究开发已经成为了提升电子器件功率水平的技术关键。微电子封装热沉材料作用有两个：一是吸收电子元器件发出的热量，二是把吸收的热量向低温环境传递，保证元器件、组件和系统工作于适当的温度环境。
目前，陶瓷与金属的封接工艺在现代工业技术中的应用有着十分重要的意义，不仅是真空电子器件中的关键工艺，而且其应用范围越来越广，还普遍应用于集成电路封装、原子能、高能物理、能源、医疗设备、化工、汽车工业、国防科技等领域，但现有的陶瓷封接方法较为繁琐，并且封接后的材料性能较差，因此，提出基于热沉材料的陶瓷封接方法。
发明内容
本发明的目的在于提供基于热沉材料的陶瓷封接方法，以解决背景技术中所提出的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于热沉材料的陶瓷封接方法，包括以下步骤：
第一步、采用Mo-Mn法对Al2O3陶瓷焊件进行表面金属化处理，并对表面金属化处理后的Al2O3陶瓷焊件和瓷封合金进行焊前处理；
第二步、将Al2O3陶瓷焊件置于连接件和瓷封合金之间，形成钎焊结构，并用石墨夹具对所需的钎焊结构进行固定，Al2O3陶瓷焊件与瓷封合金之间的间隙为50-80μm，其中连接件由热沉材料制成；
第三步、将组合好的钎焊结构放入链式钎焊炉中进行加热，在真空或者惰性气氛保护条件下，实现Al2O3陶瓷焊件与瓷封合金的封接。
进一步地，第一步中的金属化处理过程为：用丙酮对Al2O3陶瓷焊件进行超声清洗15-30min，然后在其表面涂抹厚度为30-50μm的金属化浆料，然后置于加热炉中，1450℃下处理30min。
进一步，所述金属化浆料由以下步骤制成：
步骤一、准备以下质量百分比的金属氧化物粉料：92.5-93.1％Mo、2.3-2.7％Mn、Al2O31.1-1.5％、SiO21.3-1.5％、氧化钙CaO 0.8-1.2％、余量为氧化镁；
步骤二、准备以下重量份的溶剂：乙醇10-15份、丙酮2-5份、甲基乙基酮2-8份、异丙醇2-5份、松油醇5-8份；
步骤三、将金属氧化物粉料、溶剂和添加剂按照质量比13-20：5-30：5-20加入球磨机中，球磨15-20min后，得到金属化浆料。
进一步地，添加剂为桉叶油、桉叶油醇、蓖麻油脂肪酸和甲基纤维素中的一种或多种按照任意比例混合而成。
进一步地，第一步的焊前处理指对瓷封合金和Al2O3陶瓷焊件的表面用砂纸打磨，使表面结构平整。
进一步地，第三步链式钎焊炉内的真空度不小于5×10-3Pa，加热过程中先以30℃/min的速率加热至1100℃，保温20min，再以5℃/min的速率加热至1170℃，保温60s，停止加热，随炉冷却至室温。
进一步地，热沉材料由以下步骤制成：
步骤S1、将碳纳米管置于体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的溶液中，煮沸2-3h，冷却至室温后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到酸化碳纳米管；
步骤S2、将氯化钯和质量分数37％盐酸溶液加入去离子水中，加入SnCl2·2H2O，搅拌5-8min后得到混合物a，将混合物a迅速倒入事先配制好的(NH2)2CO、NaCl、Na2SnO3·3H2O和去离子水组成的混合物b中，45℃下保温搅拌3-4h，冷却至室温后，加入质量分数37％的盐酸溶液调节pH值为0.7-0.8，加入酸化碳纳米管，35℃下搅拌10min后，洗涤分离，然后于质量分数37％的盐酸溶液中，35-40℃下解离10min后，冷却后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到活化碳纳米管；
步骤S3、将活化碳纳米管置于镀铜液中，用氢氧化钠调节pH值为12-13，于55℃下搅拌反应1h，反应结束后，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到镀铜碳纳米管；
步骤S4、将钨粉和镀铜碳纳米管按照质量比1：3加入球磨罐中，用机械泵对球磨罐进行抽真空，接着充入纯度99.9％的氩气，重复上述步骤2-3次，在转速700r/min条件下，球磨5-10h，球磨结束后，取出复合粉体，备用；
步骤S5、将复合粉体和硬脂酸钠置于钢模模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制30-60min，得到胚体，然后进行烧结，得到热沉胚体；
步骤S6、取500mL的耐高温直口反应容器，先加入厚度0.2mm的硅胶垫，后加入固体石蜡和热沉胚体，然后将反应容器置于真空试验箱中，100℃下恒温处理3-5h，然后自然冷却至室温，取出样品，去除硅胶垫得到基材，经过热循环处理去除多余的石蜡，得到热沉材料。
进一步地，步骤S1中浓硫酸的质量分数为98％，浓硝酸的质量分数为70％。
进一步地，步骤S2中混合物a由氯化钯、质量分数37％盐酸溶液、去离子水、SnCl2·2H2O按照0.25g：10mL：100mL：3.8g混合而成，混合物b由(NH2)2CO、NaCl、Na2SnO3·3H2O和去离子水按照50g：180g：0.7g：600mL混合而成，酸化碳纳米管的用量是混合物a质量的45-55％，混合物a和混合物b的质量比为1：1。
进一步地，步骤S3中活化碳纳米管与镀铜液的用量比为2.3-2.8g：35-42mL。
进一步地，步骤S3中镀铜液由CuSO4·5H20、Na2·EDTA·2H20、酒石酸钾钠、HCHO、NiSO4·6H20和去离子水按照15g：17g：11g：24mL：0.4g：1000mL混合而成。
进一步地，步骤S5中硬脂酸钠用量为复合粉体质量的5-8％。
进一步地，步骤S5中烧结工艺过程具体如下：
将胚体置于马弗炉中，首先以5℃/min的升温速率升温至400℃，然后保温0.5h，以10℃/min的升温速率升温至850℃，保温0.5h，以5℃/min升温速率升温至1150℃，保温1.5h后降温至500℃，降温速率为5℃/min，最后随炉自然冷却至室温，得到热沉胚体。
进一步地，步骤S6中固体石蜡和热沉胚体的用量比为50-80g：30-50g。
进一步地，步骤S6中热循环处理过程具体如下：
将基材置于温控箱中，以5℃/min升温速率由20℃升温至120℃，于120℃下保温1h，然后以5℃/min降温速率由120℃降温至20℃，循环处理3-5次，得到热沉材料。
本发明的有益效果：
本发明提供一种基于热沉材料的陶瓷封接方法，并在此过程中制备了一种热沉材料，首先利用浓硫酸和浓硝酸处理碳纳米管，使碳纳米管表面不存在无定型碳，纯度较高，并且通过酸化处理，使碳纳米管表面产生大量的羟基、羧基、羰基等官能团，提高碳纳米管在水溶液中的分散性，然后使酸化碳纳米管在含Sn2+溶液中活化处理，使碳纳米管表面形成极薄的Sn2+层，Sn2+层下是Sn2+催化活性晶核，暴露出催化活性中心，然后由这些催化活性中心进行化学镀铜，得到镀铜碳纳米管，然后钨粉和镀铜碳纳米管球磨、压制、烧结后，填充相变材料固体石蜡，再经过热循环处理，得到沉积材料，该沉积材料不仅含有金属钨和金属铜的特性，还具有较高的导热系数，这不仅归因于碳纳米管自身的高导热性质，还基于固体石蜡熔化时成分不发生变化，且其相变温度范围狭窄，能使热传导更稳定，作为封接材料，具有较好的属性，使得本发明的陶瓷封接材料的封接效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中Al2O3陶瓷焊件、连接件和瓷封合金的装配示意图。
各标号代表如下：
1、瓷封合金；2、Al2O3陶瓷焊件；3、连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种热沉材料，由以下步骤制成：
步骤S1、将碳纳米管置于体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的溶液中，煮沸2h，冷却至室温后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到酸化碳纳米管；
步骤S2、将0.25g氯化钯和10mL质量分数37％盐酸溶液加入100mL去离子水中，加入3.8g SnCl2·2H2O，搅拌5min后得到混合物a，将混合物a迅速倒入事先配制好的50g(NH2)2CO、180g NaCl、0.7g Na2SnO3·3H2O和600mL去离子水组成的混合物b中，45℃下保温搅拌3h，冷却至室温后，加入质量分数37％的盐酸溶液调节pH值为0.7，加入酸化碳纳米管，35℃下搅拌10min后，洗涤分离，然后于质量分数37％的盐酸溶液中，35℃下解离10min后，冷却后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到活化碳纳米管，酸化碳纳米管的用量是混合物a质量的45％；
步骤S3、将2.3g活化碳纳米管置于35mL镀铜液中，用氢氧化钠调节pH值为12，于55℃下搅拌反应1h，反应结束后，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到镀铜碳纳米管，镀铜液由CuSO4·5H20、Na2·EDTA·2H20、酒石酸钾钠、HCHO、NiSO4·6H20和去离子水按照15g：17g：11g：24mL：0.4g：1000mL混合而成；
步骤S4、将钨粉和镀铜碳纳米管按照质量比1：3加入球磨罐中，用机械泵对球磨罐进行抽真空，接着充入纯度99.9％的氩气，重复上述步骤2次，在转速700r/min条件下，球磨5h，球磨结束后，取出复合粉体，备用；
步骤S5、将复合粉体和硬脂酸钠置于钢模模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制30min，得到胚体，然后进行烧结，得到热沉胚体，硬脂酸钠用量为复合粉体质量的5％；
步骤S6、取500mL的耐高温直口反应容器，先加入厚度0.2mm的硅胶垫，后加入50g固体石蜡和30g热沉胚体，然后将反应容器置于真空试验箱中，100℃下恒温处理3h，然后自然冷却至室温，取出样品，去除硅胶垫得到基材，经过热循环处理去除多余的石蜡，得到热沉材料。
其中，步骤S6中热循环处理过程具体如下：
将基材置于温控箱中，以5℃/min升温速率由20℃升温至120℃，于120℃下保温1h，然后以5℃/min降温速率由120℃降温至20℃，循环处理3次，得到热沉材料。
实施例2
本实施例提供一种热沉材料，由以下步骤制成：
步骤S1、将碳纳米管置于体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的溶液中，煮沸2.5h，冷却至室温后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到酸化碳纳米管；
步骤S2、将0.25g氯化钯和10mL质量分数37％盐酸溶液加入100mL去离子水中，加入3.8g SnCl2·2H2O，搅拌7min后得到混合物a，将混合物a迅速倒入事先配制好的50g(NH2)2CO、180g NaCl、0.7g Na2SnO3·3H2O和600mL去离子水组成的混合物b中，45℃下保温搅拌3.5h，冷却至室温后，加入质量分数37％的盐酸溶液调节pH值为0.7，加入酸化碳纳米管，35℃下搅拌10min后，洗涤分离，然后于质量分数37％的盐酸溶液中，38℃下解离10min后，冷却后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到活化碳纳米管，酸化碳纳米管的用量是混合物a质量的50％；
步骤S3、将2.5g活化碳纳米管置于38mL镀铜液中，用氢氧化钠调节pH值为12，于55℃下搅拌反应1h，反应结束后，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到镀铜碳纳米管,镀铜液由CuSO4·5H20、Na2·EDTA·2H20、酒石酸钾钠、HCHO、NiSO4·6H20和去离子水按照15g：17g：11g：24mL：0.4g：1000mL混合而成；
步骤S4、将钨粉和镀铜碳纳米管按照质量比1：3加入球磨罐中，用机械泵对球磨罐进行抽真空，接着充入纯度99.9％的氩气，重复上述步骤2次，在转速700r/min条件下，球磨8h，球磨结束后，取出复合粉体，备用；
步骤S5、将复合粉体和硬脂酸钠置于钢模模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制40min，得到胚体，然后进行烧结，得到热沉胚体，硬脂酸钠用量为复合粉体质量的7％；
步骤S6、取500mL的耐高温直口反应容器，先加入厚度0.2mm的硅胶垫，后加入70g固体石蜡和40g热沉胚体，然后将反应容器置于真空试验箱中，100℃下恒温处理4h，然后自然冷却至室温，取出样品，去除硅胶垫得到基材，经过热循环处理去除多余的石蜡，得到热沉材料。
其中，步骤S6中热循环处理过程具体如下：
将基材置于温控箱中，以5℃/min升温速率由20℃升温至120℃，于120℃下保温1h，然后以5℃/min降温速率由120℃降温至20℃，循环处理4次，得到热沉材料。
实施例3
本实施例提供一种热沉材料，由以下步骤制成：
步骤S1、将碳纳米管置于体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的溶液中，煮沸3h，冷却至室温后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到酸化碳纳米管；
步骤S2、将0.25g氯化钯和10mL质量分数37％盐酸溶液加入100mL去离子水中，加入3.8g SnCl2·2H2O，搅拌8min后得到混合物a，将混合物a迅速倒入事先配制好的50g(NH2)2CO、180g NaCl、0.7g Na2SnO3·3H2O和600mL去离子水组成的混合物b中，45℃下保温搅拌4h，冷却至室温后，加入质量分数37％的盐酸溶液调节pH值为0.8，加入酸化碳纳米管，35℃下搅拌10min后，洗涤分离，然后于质量分数37％的盐酸溶液中，40℃下解离10min后，冷却后过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到活化碳纳米管，酸化碳纳米管的用量是混合物a质量的55％；
步骤S3、将2.8g活化碳纳米管置于42mL镀铜液中，用氢氧化钠调节pH值为13，于55℃下搅拌反应1h，反应结束后，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到镀铜碳纳米管,镀铜液由CuSO4·5H20、Na2·EDTA·2H20、酒石酸钾钠、HCHO、NiSO4·6H20和去离子水按照15g：17g：11g：24mL：0.4g：1000mL混合而成；
步骤S4、将钨粉和镀铜碳纳米管按照质量比1：3加入球磨罐中，用机械泵对球磨罐进行抽真空，接着充入纯度99.9％的氩气，重复上述步骤3次，在转速700r/min条件下，球磨10h，球磨结束后，取出复合粉体，备用；
步骤S5、将复合粉体和硬脂酸钠置于钢模模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制60min，得到胚体，然后进行烧结，得到热沉胚体，硬脂酸钠用量为复合粉体质量的8％；
步骤S6、取500mL的耐高温直口反应容器，先加入厚度0.2mm的硅胶垫，后加入80g固体石蜡和50g热沉胚体，然后将反应容器置于真空试验箱中，100℃下恒温处理5h，然后自然冷却至室温，取出样品，去除硅胶垫得到基材，经过热循环处理去除多余的石蜡，得到热沉材料。
其中，步骤S6中热循环处理过程具体如下：
将基材置于温控箱中，以5℃/min升温速率由20℃升温至120℃，于120℃下保温1h，然后以5℃/min降温速率由120℃降温至20℃，循环处理5次，得到热沉材料。
对比例1
本对比例提供一种热沉材料，由以下步骤制成：
步骤S1、将钨粉和碳纳米管按照质量比1：3加入球磨罐中，用机械泵对球磨罐进行抽真空，接着充入纯度99.9％的氩气，重复上述步骤2次，在转速700r/min条件下，球磨8h，球磨结束后，取出复合粉体，备用；
步骤S2、将复合粉体和硬脂酸钠置于钢模模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制40min，得到胚体，然后进行烧结，得到热沉胚体，硬脂酸钠用量为复合粉体质量的7％；
步骤S3、取500mL的耐高温直口反应容器，先加入厚度0.2mm的硅胶垫，后加入70g固体石蜡和40g热沉胚体，然后将反应容器置于真空试验箱中，100℃下恒温处理4h，然后自然冷却至室温，取出样品，去除硅胶垫得到基材，经过热循环处理去除多余的石蜡，得到热沉材料。
其中，步骤S3中热循环处理过程同实施例1。
对比例2
本对比例提供一种热沉材料，由以下步骤制成：
步骤S1、将钨粉和碳纳米管按照质量比1：3加入球磨罐中，用机械泵对球磨罐进行抽真空，接着充入纯度99.9％的氩气，重复上述步骤2次，在转速700r/min条件下，球磨8h，球磨结束后，取出复合粉体，备用；
步骤S2、将复合粉体和硬脂酸钠置于钢模模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制40min，得到胚体，然后进行烧结，得到热沉材料，硬脂酸钠用量为复合粉体质量的7％。
实施例4
请参阅图1所示，基于热沉材料的陶瓷封接方法，包括以下步骤：
第一步、采用Mo-Mn法对Al2O3陶瓷焊件2进行表面金属化处理，并对表面金属化处理后的Al2O3陶瓷焊件2和瓷封合金1进行焊前处理；
第二步、将Al2O3陶瓷焊件2置于连接件3和瓷封合金1之间，形成钎焊结构，并用石墨夹具对所需的钎焊结构进行固定，Al2O3陶瓷焊件2与瓷封合金1之间的间隙为50μm，其中连接件3由实施例1的热沉材料制成；
第三步、将组合好的钎焊结构放入链式钎焊炉中进行加热，在真空或者惰性气氛保护条件下，实现Al2O3陶瓷焊件2与瓷封合金1的封接。
其中，第一步中的金属化处理过程为：用丙酮对Al2O3陶瓷焊件2进行超声清洗15min，然后在其表面涂抹厚度为30μm的金属化浆料，然后置于加热炉中，1450℃下处理30min。
其中，金属化浆料由以下步骤制成：
步骤一、准备以下质量百分比的金属氧化物粉料：92.5％Mo、2.3％Mn、Al2O31.1％、SiO21.3％、氧化钙CaO 0.8％、余量为氧化镁；
步骤二、准备以下重量份的溶剂：乙醇10份、丙酮2份、甲基乙基酮2份、异丙醇2份、松油醇5份；
步骤三、将金属氧化物粉料、溶剂和添加剂按照质量比13：5：5加入球磨机中，球磨15min后，得到金属化浆料。
其中，添加剂为桉叶油。
其中，步骤一中的焊前处理为对瓷封合金1的表面用砂纸打磨，使表面结构平整。
其中，第三步链式钎焊炉内的真空度为5.1×10-3Pa，加热过程中先以30℃/min的速率加热至1100℃，保温20min，再以5℃/min的速率加热至1170℃，保温60s，停止加热，随炉冷却至室温。
实施例5
基于热沉材料的陶瓷封接方法，包括以下步骤：
第一步、采用Mo-Mn法对Al2O3陶瓷焊件2进行表面金属化处理，并对表面金属化处理后的Al2O3陶瓷焊件2和瓷封合金1进行焊前处理；
第二步、将Al2O3陶瓷焊件2置于连接件3和瓷封合金1之间，形成钎焊结构，并用石墨夹具对所需的钎焊结构进行固定，Al2O3陶瓷焊件2与瓷封合金1之间的间隙为70μm，其中连接件3由实施例2的热沉材料制成；
第三步、将组合好的钎焊结构放入链式钎焊炉中进行加热，在真空或者惰性气氛保护条件下，实现Al2O3陶瓷焊件2与瓷封合金1的封接。
其中，第一步中的金属化处理过程为：用丙酮对Al2O3陶瓷焊件2进行超声清洗15-30min，然后在其表面涂抹厚度为30-50μm的金属化浆料，然后置于加热炉中，1450℃下处理30min。
其中，金属化浆料由以下步骤制成：
步骤一、准备以下质量百分比的金属氧化物粉料：92.8％Mo、2.5％Mn、Al2O31.2％、SiO21.4％％、氧化钙CaO 1.0％、余量为氧化镁；
步骤二、准备以下重量份的溶剂：乙醇12份、丙酮4份、甲基乙基酮4份、异丙醇4份、松油醇7份；
步骤三、将金属氧化物粉料、溶剂和添加剂按照质量比17：10：12加入球磨机中，球磨18min后，得到金属化浆料。
其中，添加剂为桉叶油。
其中，步骤一中的焊前处理为对瓷封合金1的表面用砂纸打磨，使表面结构平整。
其中，第三步链式钎焊炉内的真空度为5.3×10-3Pa，加热过程中先以30℃/min的速率加热至1100℃，保温20min，再以5℃/min的速率加热至1170℃，保温60s，停止加热，随炉冷却至室温。
实施例6
基于热沉材料的陶瓷封接方法，包括以下步骤：
第一步、采用Mo-Mn法对Al2O3陶瓷焊件2进行表面金属化处理，并对表面金属化处理后的Al2O3陶瓷焊件2和瓷封合金1进行焊前处理；
第二步、将Al2O3陶瓷焊件2置于连接件3和瓷封合金1之间，形成钎焊结构，并用石墨夹具对所需的钎焊结构进行固定，Al2O3陶瓷焊件2与瓷封合金1之间的间隙为80μm，其中连接件3由实施例3的热沉材料制成；
第三步、将组合好的钎焊结构放入链式钎焊炉中进行加热，在真空或者惰性气氛保护条件下，实现Al2O3陶瓷焊件2与瓷封合金1的封接。
其中，第一步中的金属化处理过程为：用丙酮对Al2O3陶瓷焊件2进行超声清洗30min，然后在其表面涂抹厚度为50μm的金属化浆料，然后置于加热炉中，1450℃下处理30min。
其中，金属化浆料由以下步骤制成：
步骤一、准备以下质量百分比的金属氧化物粉料：93.1％Mo、2.7％Mn、Al2O31.5％、SiO21.5％％、氧化钙CaO 1.2％、余量为氧化镁；
步骤二、准备以下重量份的溶剂：乙醇15份、丙酮5份、甲基乙基酮8份、异丙醇5份、松油醇8份；
步骤三、将金属氧化物粉料、溶剂和添加剂按照质量比20：30：20加入球磨机中，球磨20min后，得到金属化浆料。
其中，添加剂为桉叶油。
其中，步骤一中的焊前处理为对瓷封合金1的表面用砂纸打磨，使表面结构平整。
其中，第三步链式钎焊炉内的真空度为5×10-3Pa，加热过程中先以30℃/min的速率加热至1100℃，保温20min，再以5℃/min的速率加热至1170℃，保温60s，停止加热，随炉冷却至室温。
对比例3
将实施例4中的热沉材料替换成对比例1中的热沉材料。
对比例4
将实施例5中的热沉材料替换成对比例2中的热沉材料。
对比例5
本对比例为公开号为CN105541367A的发明专利中实施例1制得的产品。
将实施例4-6和对比例3-5所得的封接材料进行氦漏率检测和力学性能测试，氦漏率检测采用氦质谱检漏仪检测是否小于1011Pa·m3·s1，小于合格，否则，不合格；力学性能测试采用SJ 3226-1989陶瓷-金属封接抗拉强度的测试方法测试，测试结果如表1所示：
表1
项目 氦漏率 抗拉强度(MPa)
实施例4 合格 90.9
实施例5 合格 91.4
实施例6 合格 90.8
对比例3 合格 84.2
对比例4 不合格 75.3
对比例5 不合格 71.4
由表1可以看出，实施例4-6所得的封接材料性能较好，因此，本发明提供的基于热沉材料的陶瓷封接方法应用价值较高。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、采用Mo-Mn法对Al 2O3陶瓷焊件(2)进行表面金属化处理，并对表面金属化处理后的Al 2O3陶瓷焊件(2)和瓷封合金(1)进行焊前处理；
第二步、将Al 2O3陶瓷焊件(2)置于连接件(3)和瓷封合金(1)之间形成钎焊结构，然后对钎焊结构进行固定，连接件(3)由热沉材料制成；
第三步、将钎焊结构放入链式钎焊炉中进行加热，在真空或者惰性气氛保护条件下，实现封接；
其中热沉材料由以下步骤制成：
取反应容器，加入硅胶垫后，加入固体石蜡和热沉胚体，将反应容器置于真空试验箱中，100℃下恒温处理3-5h后，自然冷却至室温，取出样品，去除硅胶垫，经过热循环处理，得到热沉材料。
2.根据权利要求1所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，固体石蜡和热沉胚体的用量比为50-80g：30-50g。
3.根据权利要求1所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，热沉胚体由以下步骤制成：
将复合粉体和硬脂酸钠置于模具中，在100MPa压力下预压10min后，采用400MPa压力压制30-60min，烧结，得到热沉胚体。
4.根据权利要求3所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，硬脂酸钠用量为复合粉体质量的5-8％。
5.根据权利要求3所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，复合粉体由以下步骤制成：
步骤S1、将活化碳纳米管置于镀铜液中，调节pH值为12-13，于55℃下搅拌反应1h，反应结束后，过滤，滤饼洗涤，得到镀铜碳纳米管；
步骤S2、将钨粉和镀铜碳纳米管加入球磨罐中，抽真空，充入氩气，重复操作2-3次，球磨5-10h，得到复合粉体。
6.根据权利要求5所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，步骤S1中活化碳纳米管与镀铜液的用量比为2.3-2.8g：35-42mL。
7.根据权利要求5所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，步骤S2中镀铜液由CuSO4·5H20、Na2·EDTA·2H20、酒石酸钾钠、HCHO、NiSO4·6H20和去离子水按照15g：17g：11g：24mL：0.4g：1000mL混合而成。
8.根据权利要求5所述的基于热沉材料的陶瓷封接方法，其特征在于，活化碳纳米管由以下步骤制成：
步骤S1、将碳纳米管置于浓硫酸和浓硝酸的溶液中，煮沸2-3h，冷却至室温后过滤，滤饼洗涤，得到酸化碳纳米管；
步骤S2、将氯化钯和盐酸溶液加入去离子水中，加入SnCl 2·2H2O，搅拌5-8min后得到混合物a，将混合物a迅速倒入事先配制好的(NH2)2CO、NaCl、Na2SnO3·3H2O和去离子水组成的混合物b中，45℃下保温搅拌3-4h，冷却至室温后，调节pH值为0.7-0.8，加入酸化碳纳米管，35℃下搅拌10min后，洗涤分离，于盐酸溶液中解离后，过滤，滤饼洗涤，得到活化碳纳米管。
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