5、鋁碳化硅材料制機械加工技術介紹：

鋁碳化硅材料，尤其是高體分鋁碳化硅機械加工是產品制造中的難點環節，主要體現在鋁碳化硅的高耐磨，以及加工周期長等方面。

（1）、傳統機械加工技術：SiC增強體顆粒比常用的刀具(如高速鋼刀具和硬質合金刀具)的硬度高的多，在機械加工的過程中會引起劇烈的刀具磨損。PCD金剛石刀具雖然比增強體顆粒的硬度高，但硬度值相差不大，在切削加工高體分的顆粒增強AlSiC復合材料時仍然會快速磨損，且PCD金剛石刀具成本更高。眾多研究表明，隨著SiC含量的增大(13%～70%)，可切削性越來越差，加工效率隨之降低，生產成本快速增加。若以45#鋼的切削性能為1計量，此種材料的切削性能*為0.05～0.3。因此，復合材料的難加工性和昂貴的加工成本限制了AlSiC復合材料的廣泛應用。 杭州陶飛侖新材料有限公司生產的鋁碳化硅顆粒分布均勻，無顆粒聚集情況，加工性能優異。大規模鋁碳化硅發展趨勢

AESA由數以千計的T/R模塊（有的高達9 000 個左右）構成，在每個T/R模塊內部都有用GaAs 技術制作的功率發射放大器、低噪聲接收放大器、T/ R開關、多功能增益/相位控制等電路芯片，**終生產關鍵在其封裝技術上，因機載對其體積與重量的限制極為苛刻。AlSiC集低熱脹、高導熱、輕質于一體，采用AlSiC外殼封裝T/R模塊，包括S、C、X、Ku波段產品，可滿足實用需求。雷達APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達，其AESA直 徑約1m，用2 000個T/R模塊構成，每個T/R模塊 輸出功率10W，移相器6位，接收噪聲系數2.9dB，體積6.4cm3，重14.88g,平均故障間隔MTBF20萬h，其發射功率比初期產品增加16倍，接收噪聲系數降低1倍，體積重量減少83%,成本下降82%。以1000個T/R模塊構成機載AESA雷達為例，用 AlSiC替代Kovar，雷達重量可減輕34kg，而熱導率比Kovar提高10余倍，且提高整機可靠性MTBF達2000h以上。試驗表明，即使AESA中10%的T/R模塊產生故障，對系統無***影響，30%失效時，仍可維持基本工作性能，具有所謂的“完美降級” 能力。優勢鋁碳化硅檢測技術鋁碳化硅已經應用于豐田發動機缸體。

鋁碳化硅是目前金屬基復合材料中**常見、**重要的材料之一。鋁碳化硅是一種顆粒增強金屬基復合材料，采用Al合金作基體，按設計要求，以一定形式、比例和分布狀態，用SiC顆粒作增強體，構成有明顯界面的多組相復合材料，兼具單一金屬不具備的綜合優越性能。鋁碳化硅研發較早，理論描述較為完善，其主要分類一般按照碳化硅體積含量可分為高體分鋁碳化硅（SiC體積比55%-75%）、中體分鋁碳化硅（SiC體積比35%-55%）、低體分鋁碳化硅（SiC體積比5%-35%）。

超聲加工的主要特點是：

不受鋁碳化硅材料是否導電的限制；工具對鋁碳化硅工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件；被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或強度、韌性越大則越難加工；由于鋁碳化硅工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度應比被加工材料的硬度高，而超聲波加工過程中使用的工具的硬度可以低于工件材料；可以與其他多種加工方法結合應用，如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工。 高體分鋁碳化硅用于光學遙感衛星光學反射鏡中。

此外，AlSiC可將多種電子封裝材料并存集成，用作封裝整體化，發展其他功能及用途。研制成功將高性能、散熱快的Cu基封裝材料塊（Cu-金剛石、Cu-石墨、Cu-BeO等）嵌人SiC預制件中，通過金屬Al熔滲制作并存集成的封裝基片。在AlSiC并存集成過程中，可在**需要的部位設置這些成本相對較高的快速散熱材料，降低成本，擴大生產規模，嵌有快速散熱材料的AlSiC倒裝片系統正在接受測試和評估。另外，還可并存集成48號合金、Kovar和不銹鋼等材料，此類材料或插件、引線、密封環、基片等，在熔滲之前插入SiC預成形件內，在AlSiC復合成形過程中，經濟地完成并存集成，方便光電器件封裝的激光連接。鋁碳化硅已經應用于機床-主軸、導軌。河北使用鋁碳化硅原料

高體分鋁碳化硅已經用于天空二號太陽板支架中。大規模鋁碳化硅發展趨勢

熔滲法是AlSiC制備的關鍵，一般分為有壓力滲透和無壓力滲透，前者根據生產過程中壓力施加的大小、方式的不同，又分為擠壓熔滲、氣壓壓力熔滲、離心熔滲鑄造法等,主要特點是需要真空和高壓設備，滲透時間較短，有效控制Al與SiC的界面反應，同時與精度的模具相配套，獲得實用性發展。后者是將Al合金錠放置在SiC預制件上，在合金熔點以上保溫，Al合金液依托毛細管力的作用自發滲入預制件中，所需設備簡單，易于低成本制備，但產品的機械性能與熱性能略低，對基體合金的成分有較為嚴格的要求，浸透需要在保護氣氛中進行。粉末冶金法對SiC體積分數可在15% ~ 75%之間調節，SiC承載量大，但較難實現材料的一次成形。大規模鋁碳化硅發展趨勢

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