本發明屬于超硬復合材料制備，具體涉及高導熱金剛石復合材料的制備方法，還涉及利用上述制備方法制備得到的高導熱金剛石復合材料。
背景技術：
1、隨著5g通信、人工智能、新能源汽車及航空航天技術的迅猛發展，電子設備正朝著微型化、高功率密度方向快速演進。這導致芯片和模塊的熱流密度急劇攀升，散熱效能已成為制約器件性能與可靠性的核心瓶頸。傳統的電子封裝材料，如鎢銅、鉬銅等，其導熱性能已難以滿足未來高功率器件的散熱需求。
2、金剛石作為自然界中熱導率最高的物質，理論值可達2000?w/（m·k），同時具備低熱膨脹系數和低密度的優異特性。將金剛石作為增強相與金屬復合，理論上能獲得兼具理想熱導率和可調熱膨脹系數的理想材料，使其成為新一代電子封裝和熱管理材料的重點研究方向。在技術進步與市場需求的共同驅動下，金剛石復合材料作為解決高熱流密度散熱難題和超耐磨需求的關鍵材料，正在電子通信、航空航天、新能源汽車等高科技領域從實驗室走向規模化應用，展現出巨大的發展潛力和廣闊的應用前景。
3、但是，單晶金剛石存在制備困難、體積小、單價高、熱膨脹系數失配等因素。如何克服金剛石材料弱點，發揮其高導熱系數優勢，成為金剛石復合材料需要解決的重要課題。
技術實現思路
1、本發明的第一個目的是提供高導熱金剛石復合材料的制備方法，在高溫高壓及觸媒催化作用下，通過最優化的金剛石粒度配比，配合合理的合成工藝實現金剛石間形成良好的導熱通路，最終制備出一種具有高導熱系數的金剛石復合材料。
2、本發明的第二個目的是提供利用上述制備方法制備得到的高導熱金剛石復合材料。
3、本發明所采用的第一個技術方案是：高導熱金剛石復合材料的制備方法，具體方法如下：
4、s1、將過渡金剛石微粉和催化劑放入三維混料機，加入金屬球，在球磨機上進行混制，得到第一粉體原料；
5、s2、另將刻蝕金剛石顆粒和高粘度液體放入三維混料機混合，得到第二粉體原料；
6、s3、將兩種粉體原料放入三維混料機混合，得到第三粉體原料；
7、s4、將第三粉體原料裝入鉬材料杯中形成組件；
8、s5、將組件放入真空燒結爐中進行還原處理，得到還原后組件；
9、s6、將還原后組件放入組裝零部件中得到合成塊，后放入六面頂壓機中，按照壓力—功率曲線進行合成，得到高導熱金剛石復合材料。
10、本發明的特點還在于：
11、s1中過渡金剛石微粉和催化劑的質量比為15~35:5~10；
12、s2中刻蝕金剛石顆粒和高粘度液體的質量比為55~75:0.1~0.3；
13、過渡金剛石微粉和刻蝕金剛石顆粒的質量比為15~35:55~75。
14、s1中放入過渡金剛石微粉和金屬球的質量比為1:3~7；
15、在球磨機上混制的時間為8~10h；
16、過渡金剛石微粉粒度為10~50um；
17、催化劑為鈷、鎳、鎢等金屬結合劑或caco3、mgco3、si2o3等導熱介質材料中任意一種。
18、s2中刻蝕金剛石顆粒粒度為100um~500um；
19、高粘度液體為液體石蠟、甘油、環氧樹脂或硅油中的任意一種；
20、刻蝕金剛石顆粒和高粘度液體混合時間的為30~60min。
21、s3中兩種粉料的混合時間為30~40min。
22、s4的具體方法為：
23、將混合均勻后的粉料平鋪于鉬材料杯中，在四柱壓機上以5~10mpa壓力進行預壓，扣上上蓋，形成組件。
24、s5的具體方法如下：
25、將組件放入真空燒結爐中，抽真空至真空度≤10-2mpa，加熱至800~1000℃，保溫同時通入h2進行還原處理，保溫3~5h；隨后降溫至400~600℃，進行強冷至室溫，得到還原后組件。
26、s6中在六面頂壓機中的具體操作工藝如下：
27、先以0.5~1gpa的壓力對合成塊進行預壓制，然后在50~200秒內將壓力提升至4~4.5gpa，并維持150~300秒，再在400~800秒內逐步提升至5~5.5gpa，保持200~500秒，后在200~800秒內將壓力勻速降低至0；
28、在壓力提升至2~3gpa時開始加熱，在50~150秒內提升至800~1200℃，在后續400~700秒內逐步提升至1600℃，并在200~400秒內提升至1800℃，并保持10~300秒；其后在400秒內按照勻速降溫法將溫度降低至200℃，等待壓力釋放后完成合成過程；
29、將合成塊取出后破開，對胚體表皮進行去除即可得到高導熱金剛石復合材料。
30、本發明所采用的第二個技術方案是：根據上述制備方法制備得到的高導熱金剛石復合材料，高導熱金剛石復合材料的產品導熱系數大于650w/（m·k）。
31、本發明的有益效果是：
32、（1）本發明高導熱金剛石復合材料的制備方法，先分別制備得到金剛石微粉、粘結劑，隨后將金剛石微粉、粘結劑通過三維混料機進行混制，得到均勻混合的粉料；將混合粉末均勻鋪在模具內，通過液壓機施加壓力，保壓，形成混合坯體，并進行純化處理；將成型混合坯體放入合成腔內進行燒結，按照預設工藝進行燒結后即可獲得高導熱金剛石復合材料，工藝簡單，能夠制備出一種具有高導熱系數的金剛石復合材料；
33、（2）本發明制備方法制備得到的高導熱金剛石復合材料，其產品導熱系數大于650w/（m·k），遠高于常規陶瓷材料以及銅鋁等金屬材料，且材料具有強度高，支撐性強的特點。
1.高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，具體方法如下：
2.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s1中過渡金剛石微粉和催化劑的質量比為15~35:5~10；
3.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s1中放入過渡金剛石微粉和金屬球的質量比為1:3~7；
4.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s2中刻蝕金剛石顆粒粒度為100um~500um；
5.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s3中兩種粉料的混合時間為30~40min。
6.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s4的具體方法為：
7.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s5的具體方法如下：
8.根據權利要求1所述高導熱金剛石復合材料的制備方法，其特征在于，所述s6中在六面頂壓機中的具體操作工藝如下：
9.根據權利要求1~8任一所述制備方法制備得到的高導熱金剛石復合材料，其特征在于，所述高導熱金剛石復合材料的產品導熱系數大于650w/（m·k）。