铝基碳化硅未来可能的应用场景

1.碳纤维增强铝基复合材料具有高强度和高模量，其密度小于铝合金，模量却比铝合金高2~4倍，因此用复合材料制成的构件具有质量轻、刚性好、可用最小的壁厚做成结构稳定的构件，提高设备容量和装载能力，可用于航天飞机、人造卫星、高性能飞机等方面。以飞机质量为例，飞机机身质量约占起飞质量的50%，燃料占25%，只有25%留作负载。如果将轻量且高强度的Cf/Al复合材料用于飞机的制造，只要使其质量减少10%，那么有效负载就增加20%。作为最经济高效的飞机结构件减重增效的途径，Cf/Al复合材料在飞机结构件上的应用正趋扩大。
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用Cf/Al复合材料制成的导航系统和航天天线，可有效地提高其精度；用碳纤维增强铝基复合材料制成的卫星抛物面天线骨架，热膨胀系数低、导热性好，可在较大温度范围内保持其尺寸稳定，使卫星抛物面天线的增益效率提高4倍，同时还显着减轻了结构的质量。

随着研究探索的深入，除了率先在宇航、航空和兵器中得到应用，在民用工业中的应用也日渐增多，广泛地应用于飞机构件、汽车发动机零件、滑动部件、计算机集成电路的封装材料以及电子设备的基板等方面。

近年来，碳纤维增强铝基复合材料的发展特别迅速，因为在世界范围有丰富的铝资源和高性能碳纤维的出现及碳纤维成本的降低，所以纤维增强铝基复合材料的制备和加工比其它金属基复合材料更为经济，易于推广和应用，受到人们的普遍重视。

Cf/Al复合材料的成本主要来自原材料和制备带来的成本，在航天飞行器中，所使用的材料每降低一公斤，发射成本就降低1万美元。因此，只要进一步地降低其研究费用、提高其价格/性能比，高比强的Cf/Al复合材料将具有非常广阔的前景。

2．铝碳化硅AlSiC颗粒增强金属基复合材料，采用Al合金作基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能。 中文名 铝碳化硅 外文名 AlSiC 应用领域 航空航天,微波集成电路,功率模块 Si含量 70wt% SiC体积占比 50%-75% AlSiC研发较早，理论描述较为完善，有品种率先实现电子封装材料的规模产业化，满足半导体芯片集成度沿摩尔定律提高导致芯片发热量急剧升高、使用寿命下降以及电子封装的"轻薄微小"的发展需求。尤其在航空航天、微波集成电路、功率模块、军用射频系统芯片等封装分析作用极为凸现，成为封装材料应用开发的重要趋势。 封装金属基复合材料的增强体有数种，SiC是其中应用最为广泛的一种，这是因为它具有优良的热性能，用作颗粒磨料技术成熟，价格相对较低；另一方面，颗粒增强体材料具有各向同性，最有利于实现净成形。AlSiC特性主要取决于SiC的体积分数（含量）及分布和粒度大小，以及Al合金成份。依据两相比例或复合材料的热处理状态，可对材料热物理与力学性能进行设计，从而满足芯片封装多方面的性能要求。其中，SiC体积分数尤为重要，实际应用时，AlSiC与芯片或陶瓷基体直接接触，要求CTE尽可能匹配，为此SiC体积百分数vol通常为50%-75%。 此外，AlSiC可将多种电子封装材料并存集成，用作封装整体化，发展其他功能及用途。研制成功将高性能、散热快的Cu基封装材料块（Cu-金刚石、Cu-石墨、Cu-BeO等）嵌入SiC预制件中，通过金属Al熔渗制作并存集成的封装基片。在AlSiC并存集成过程中，可在最需要的部位设置这些昂贵的快速散热材料，降低成本，扩大生产规模，嵌有快速散热材料的AlSiC倒装片系统正在接受测试和评估。

  另外，还可并存集成48号合金、Kovar和不锈钢等材料，此类材料或插件、引线、密封环、基片等，在熔渗之前插入SiC预成型件内，在AlSiC复合成形过程中，经济地完成并存集成，方便光电器件封装的激光连接。 采用喷射沉积技术，制备了内部组织均匀、性能优良、Si含量高达70wt%（重量百分率）的高硅铝合金SiAl封装材料，高硅铝合金的CTE与Si、GaAs相匹配，也可用于射频、微波电路的封装及航空航天电子系统中，发展为一种轻质金属封装材料。 铝碳化硅（AlSiC）金属基热管理复合材料，是电子元器件专用封装材料，主要是指将铝与高体积分数的碳化硅复合成为低密度、高导热率和低膨胀系数的封装 材料，以解决电子电路的热失效问题。
  AlSiC材料的应用 大功率率IGBT 散热基板；LED封装照明；航空航天；微电子；壳体封装；新能源汽车、民用飞机、高铁等领域