Цель

Проведение цикла научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ по созданию производства нового металломатричного композиционного материала (ММКМ) с низкими значениями коэффициента термического расширения и плотности, высокой теплостойкостью, теплопроводностью и механической прочностью, позволяющего наиболее эффективно использовать его в изделиях силовой электроники, предназначенных для преобразователей электрической энергии, работающих в циклических режимах, в жестких условиях эксплуатации.

Уникальность

Созданный металломатричный композиционный материал AlSiC обладает уникальным сочетанием свойств. Данный комплекс характеристик не может быть реализован ни в одном из обычных композиционных материалов с содержанием наполнителя менее 50% от общего объёма. Этот уникальный комплекс прочностных и теплофизических характеристик достигается путем введения в матрицу при 70% наполнителя в виде порошков карбида кремния.

При высокой теплопроводности до (200 Вт/м. К.), он имеет низкий коэффициент температурного расширения (6,0*10-6 1/град.), при сохранении высоких прочностных характеристик: прочность при изгибе до 370 МПа, модуль Юнга до 300 ГПа. Для создания нового материала с уникальными характеристиками использованы высокие технологии:

• изготовление жёсткого пространственного каркаса из изометрических частиц карбида кремния с заданной пористостью;
• заполнение пористой заготовки из порошка карбида кремния сплавом на основе алюминия, исключая возможность порообразования;
• изготовление изделий из металломатричного композиционного материала AlSiC путем высокоточной механической обработки.

Разработана серийная технология и создано производство теплопроводящих изделий из металломатричных композиционных материалов, которые по основным характеристикам (плотность, теплопроводность, коэффициент температурного расширения, теплоёмкость и др.) соответствуют или превышают характеристики лучшего зарубежного аналога фирмы «Ceramics Process Systems» (США).

Решена научно-техническая задача уточнения гранулометрического состава частиц карбида и химический¬ состав матрицы на основе алюминия с целью обеспечения необходимых теплофизических и физико-механических характеристик.

Решена технологическая задача: разработана серийная технология изготовления теплопроводящих изделий из металломатричных композиционных материалов AlSiC для приборов силовой электроники и преобразовательной техники.