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本發明的提供了一種具有高導電性、優化鑄造性能和半固態壓鑄性能的高導熱鋁合金及其制備方法。
隨著現代電子信息技術和制造技術的快速發展，電子系統和5G通信設備正朝著實現大規模集成化、小型化、輕量化、大功率化的方向發展，這無疑給電子系統和5G通信設備的高效散熱帶來了挑戰。研究顯示，約一半的電子設備故障可歸因于過熱問題，對于半導體元件來說，溫度每升高10 °C，其可靠性就會降低50%。當部件在高溫下工作時，其故障率隨著溫度的升高呈指數增長。
鋁合金具有密度低，強度高，導電性和導熱性好，易于加工等一系列優異的性能，能夠滿足產品結構和散熱方面的各種要求，廣泛應用于汽車、電子、通訊等領域。純鋁的室溫熱導率較高[238 W/(m·K)]，變形鋁合金的導熱系數也達到209 W/(m·K)。但隨著鋁合金中元素的增加，其導熱系數逐漸降低。鋁合金的電導率與結構中晶格畸變程度、缺陷、雜質、相組成及分布有關。因此，在電子通信設備領域迫切需要提供一種高導熱鋁合金，延長使用壽命，減少過熱造成的損壞，這在提高電子通信設備的性能方面具有重要的應用前景。
本發明的提供了一種具有高導電性、導熱性和良好的鑄造性能以及優異力學性能的鋁合金及其制備方法，其主要合金元素為Si、Fe、Zn、V、Sr、石墨烯、RE，并對Si、Fe、Zn的主要合金元素進行了優化。在此基礎上，加入V對富鐵相進行細化和改性；加入Sr和RE元素對共晶Si進行細化和改性；添加石墨烯以增加導熱性。此外，嚴格控制合金元素和雜質的含量，使其相互協調，以確保鋁合金具有最佳性能。
表1 本發明的一些實施例的電導率
本發明專利技術的高導熱鋁合金降低了鋁合金中溶解的Si等雜質的數量，減少了分散收縮、縮孔等內部缺陷，從而減少了晶粒內部的雜質和晶格畸變，提高了鋁合金的導熱系數。該高導熱鋁合金具有高導電性，滿足電子通信領域的最新發展需求以及對半導體元件性能的要求。
表2 本發明的一些實施例的性能參數
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