随着电子器件的不断小型化和高性能化，其在运行过程中产生的热量急剧增加，散热问题成为了制约电子器件进一步发展的关键瓶颈。有效的散热不仅能够保障电子器件的稳定运行，还能显著延长其使用寿命。因此，研发高性能的电子散热和封装材料成为了材料科学领域的研究热点。

金刚石具有极高的热导率，而铜也具备优良的导热性能，二者相结合形成的金刚石 / 铜复合材料，既继承了金刚石和铜的高导热特性，又通过合理设计使其热膨胀系数与半导体材料相匹配，这使得它在电子散热和封装领域展现出了巨大的应用潜力，被视作新一代电子散热和封装材料的有力候选。

金刚石与铜不润湿、不反应，直接复合难以实现两者良好的界面结合，除了高温高压法方法外，金刚石与金属基体直接复合表现出的互不润湿，界面结合差等问题严重影响了金刚石/铜复合的实际导热性能表现，因此需要对复合材料界面进行设计。

除了两者浸润能力差外，金刚石（2.3×10-6/K）与铜（16.5×10-6/K）热膨胀系数的巨大差异将会在复合材料界面处引入热应力，该应力在冷却过程中表现为拉应力，若界面结合强度不足，将会增加复合材料制备和服役过程中发生界面脱粘的风险，直接威胁复合材料的性能可靠性。
为获得致密度高、性能稳定可靠的金刚石/铜基复合材料，必须进行有效的界面改性。最简单直接的办法就是在复合材料界面处介入一些易碳化元素作为缓冲层，如常见的Cr、Mo、W、Si、B、Ti、Zr等。目前主要采用基体合金化、金刚石表面金属化及一些特殊手段等来解决复合材料界面问题，以减少界面缺陷。

制备方法

金刚石/铜复合材料通过将金刚石颗粒加入铜基体中，利用熔盐法原位反应制备表面改性金刚石颗粒，从而显著提升导热性能。常见的制备方法包括：

1、高温高压烧结（HTHP）

原理：在短时高温高压条件下，将金刚石和 Cu 的混合粉在模具中进行烧结成型。

进展：胡美华等在4.5GPa，1000°C 下制备的复合材料热导率为310W/(mK)；夏扬等在1200℃、8GPa下制备的复合材料热导率为639W/(mK)；Yoshida等在 1200℃、4.5GPa压力下制备的复合材料热导率高达742 W/(mK)。

优势与局限：效率高，致密度好，金刚石体积占比高；但成本高、能耗高，可能导致铜基体熔化和金刚石破坏，尚未广泛应用。

2、真空热压烧结（VHPS）

原理：在真空环境下同时施加压力并加热升温来制备复合材料块体。

进展：Shen等在25.5MPa下制备的复合材料热导率为455W/(mK)；Zhang等在 900°C、80MPa下制备的复合材料热导率达721W/(mK)；闫建明在1050°C、30MPa下制备的复合材料热导率为364W/(mK)。

优势与局限：烧结温度低，界面副反应少，设备简单，模具要求低；但压力通常小于 100MPa，界面结合能力有限，制备效率较低，制品往往呈现片状。

3、放电等离子烧结（SPS）

原理：通过等离子体的热效应对粉末颗粒均匀快速加热，使其在低于熔点的温度下迅速致密成型。

进展：朱聪旭等在金刚石体积分数达到50%时，制备的复合材料热导率高达657W/(mK)；李灏博制备的4种不同成分的复合材料在最佳烧结工艺和含量下热导率分别为337、421、477、502 W/(mK)；Yang等在925°C下制备的复合材料当Ti 添加量为0.2%（质量分数）时，最大热导率为529 W/(mK)。

优势与局限：加压小，烧结效率高，节能环保；但制备的复合产品尺寸较小，形状单一，材料生产工序多且致密度较低，界面空隙较大，热导率鲜有超过700 W/(mK)。

4、熔体浸渗法

原理：通过毛细作用或外加压力使液态金属浸渗到增强体预制件中获得复合材料，包括无压浸渗（PLI）、压力浸渗（PI）和气压熔渗（GPI）等方法。

金刚石/铜复合材料是一类以铜为基体，添加金刚石颗粒为增强体的材料，因此对金刚石，铜粉的形貌，粒径，分散性等都具有要求，同时需要在Cu中加入微量活性金属元素改善界面润湿性，提高界面强度。金刚石/铜复合材料而言，要求铜粉具有高活性，高纯度，高分散性，高导热率，以满足烧结后的高致密性，高强度，高导热率。

下记1um铜粉 类球形铜粉满足金刚石/铜复合材料所需要求。

金属元素里铜含量%：99.9%以上

氧元素含量 %：<0.5%<>

炭元素含量 %:<0.3%<>

振实密度 g/cm3:>2.5

比表面积 m2/g:<2<>

扫描电镜平均粒径 um:0.8-1.3um