摘要:

21世纪初，与纯金属或合金相比，金属基复合材料（MMC）因其优异的物理、机械、热、电性能而备受人们关注。研发金属基复合材料的兴趣源于其自身特性，尤其是可以根据增强体的性质和浓度定制其性能。金属基复合材料被广泛应用于工业领域，其中航空航天、汽车、电子等为重点应用领域。

电力电子器件中功率和封装密度的不断增大导致热耗散问题。近几十年来，人们对开发高导热（TC）、低膨胀系数（CTE）的高效散热材料提出了重大需求。为满足这一需求，须在保证功率模块可靠性的同时，制造出与电子芯片兼容的材料。在众多金属基复合材料中，铜（Cu）和铝（Al）是热管理应用中最先进的复合材料（如基板、散热器和换热器）。通常碳材料（C）由于其高导热和低膨胀系数值而被添加到金属基体中, 如碳纤维、金刚石、石墨烯或碳纳米管等。与目前的电子封装相比，Cu/C和Al/C复合材料已经表现出优越的性能。根据增强体的体积分数，可观察到较低且可调整的膨胀系数（例如，随着C浓度增加，膨胀系数降低），其高散热性能优于商用热交换器。轻质增强体的加入降低材料密度，使其在航空应用上更具吸引力。最后，对温度升高时的高硬度进行测试，结果表明高温应用下具有尺寸稳定性。此外，值得注意的是，金属基复合材料的最终性能不仅取决于材料的主要成分，还取决于制造方法。

本文回顾了基于粉末冶金和单轴热压的Cu/C复合材料制备技术。热分析表明，所有加工方法都需要进行界面处理来获取高热性能和高热机械性能。本文通过新的表面处理方法，如界面生成以及独特的加工方法对界面控制进行了深入综述。同时，对基体与增强体之间的热传递进行了综述。本文表明适当界面控制能形成正确的化学/机械结合，进而提高Cu/C复合材料的热性能和热机械性能。