金刚石在线讯  随着电子元件向高集成化、高性能化方向迅猛发展，对散热材料提出了更高的要求，表现为追求更高的热导率和更低的热膨胀系数。金刚石/铜复合材料作为优异的散热材料之一，具有密度低、热导率高及热膨胀系数可调等优点，有望解决未来高热流密度电子器件的封装和散热难题。

现阶段金刚石/铜复合材料主流制备工艺有：

（1）高温高压法。通过高温将铜粉熔化成铜熔体，并利用六面顶压机提供高压，得到致密的金刚石/铜复合材料。

（2）真空热压法。将金刚石粉和铜粉混合后放入真空热压炉中进行加热和加压烧结。

（3）放电等离子烧结法。将电流和压力施加于样品粉末，当火花放电时会瞬间生成等离子体，以此来加热样品，使颗粒表面得以活化，同时在压力助力下，快速实现致密化烧结。

上述主流工艺均需高温、高压等严苛制备条件。同时，铜与金刚石润湿性极差，二者界面难以发生化学反应，极易生成界面缺陷、弱化界面结合强度，从而大幅降低复合材料热导率。当前界面改性方法主要有金刚石表面金属化和基体合金化两类，但均存在一定缺陷。

因此，行业亟需一种常温、低压、无需中间过渡层的简易制备工艺，用以降低加工成本、提升生产效率。

深圳大学马将教授团队提出了一种一步成型、无热源的冷制造方法，在室温和16 MPa的低压条件下，借助超声振动在几秒钟内即可完成铜/金刚石复合材料的制备。

相比于常用的高温高压烧结方法，此方法压力降低200-500倍，温度仅为传统方法的20%。借助此技术，实现了铜颗粒界面之间的直接冶金结合和金刚石在铜基体中的固体嵌入，赋予复合材料150MPa的高屈服强度和超过1043 W/(m·K)的高热导率，且热膨胀系数小于10×10^-6 K^-1。

此外，通过该方法可以很容易制造出不同复杂形状的铜/金刚石复合材料。散热应用测试表明，其热管理性能优于商用的Al₂O₃和AlN材料。

结果表明，这种冷制造是制备铜/金刚石复合材料的一种简单有效的方法，所得材料具有优异的性能，宽松的制备条件也使其具有工业生产潜力。

2026年9月3日，中粉会展将在河南•郑州举办“第三届半导体行业用金刚石材料技术大会暨功率半导体技术应用与装备研讨会”。届时，我们邀请到深圳大学马将副院长出席本次大会并作题为《超过1000 W/(m·K)热导率铜/金刚石复合材料的室温高效冷制造》的报告，报告将介绍新型室温低压一步冷制造工艺，对比传统高温工艺优势，讲解材料界面结合、综合性能及复杂构件制备与产业化应用价值。

专家简介

马将，男，特聘教授、博导。深圳大学机电与控制工程学院副院长，深圳大学新型金属材料先进制造成型及应用研究中心主任，国家优秀青年基金及深圳市杰出青年基金获得者。长期从事金属材料的先进制造成型技术、装备开发及应用研究。以第一或通讯作者在Science Advances、Nature Communications、Progress in Materials Science、Advanced Functional Materials、Acta Materialia等国际知名SCI期刊上发表论文100余篇（含封面论文6篇），授权美国发明专利1项，中国发明专利20余项，其中多项已成功进行转化。

参考来源：深圳大学机电与控制工程学院