【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属加工，具体涉及一种紫铜材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、为适应新能源汽车等产业电子元件大功率、模块化和微型化的发展趋势，作为igbt（绝缘栅双极晶体管）模块重量的基板材料，陶瓷覆铜板正逐渐取代传统陶瓷覆铝板。这是由于该复合铜板既有陶瓷材料的高导热性、高绝缘性、低膨胀性等特点，又有铜材料高导电、高导热及优异的焊接性能，非常适合用作大功率igbt基板。
2、目前主流的陶瓷覆铜工艺为直接键合铜工艺（direct bonding copper，简称dbc），这种工艺采用的是共晶键合法，通过在铜材与陶瓷材料之间加入氧元素，在特定温度下形成cu-o共晶液，实现铜板和陶瓷基板的化学冶金结合。dbc工艺具有高热稳定性、高机械强度以及良好的电气性能和散热性能，并且相较于传统方式，基板的集成度更高，体积更小。为了形成良好的键合，该工艺需要进行高温烧结（＞1000℃），同时为了减小铜材和陶瓷材料（一般为al2o3）热膨胀系数不同产生的热应力，需要进行一段时间的保温。由于该烧结温度远高于铜材料的再结晶温度，会导致铜材的部分晶粒发生异常长大，使其出现翘曲等问题，影响后续蚀刻加工。因此，如何开发一种高温晶粒不长大、适用于大功率半导体模块的陶瓷覆铜板带材料所用的铜材料尤其重要。
3、有鉴于此，提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是针对当前技术的不足之一，提供一种紫铜材料，该紫铜材料的高温晶粒异常长大得到抑制，制得的陶瓷覆铜板晶粒尺寸小。
...【技术保护点】
1.一种紫铜材料，其特征在于，所述材料的成分包括：质量百分比为10~100ppm的Zr、Ca、La中的至少一种元素，余量为Cu和不可避免的杂质；所述材料的晶粒尺寸为10~25μm，小角度晶界体积百分占比L与大角度晶界体积百分占比H控制在2.0≤L/H≤2.4，其中小角度晶界为相邻晶粒取向差小于15°的晶界，大角度晶界为相邻晶粒取向差大于15°的晶界。
2.根据权利要求1所述的一种紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料的抗拉强度为280~380MPa，延伸率为15~35%，硬度HV为90~120。
3.根据权利要求1所述的一种紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料的表面粗糙度小于0.25μm，表面光泽度为280~340GU。
4.根据权利要求1所述的一种紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料与陶瓷基板结合所形成的陶瓷覆铜板中晶粒尺寸小于145μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料为铜排材料、铜板材料或铜带材料。
6.权利要求1-4中任一项所述的紫铜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：>
7.根据权利要求6所述的紫铜材料的制备方法，其特征在于，所述熔炼、半连续铸造工序为原料熔化为铜水后立即将铜水倒入结晶器进行半连续铸造。
8.根据权利要求6所述的紫铜材料的制备方法，其特征在于，所述热轧工序的温度为700~800℃，保温时间为3~6h。
9.根据权利要求6所述的紫铜材料的制备方法，其特征在于，第一次冷加工为粗轧，加工率为80~95%，轧辊粗糙度为0.7~0.9μm；展开式退火的温度为600~700℃，走带速度为30~50m/min；
10.权利要求1-4中任一项所述的紫铜材料在汽车继电器、半导体制冷器、大功率电力半导体模块领域的陶瓷覆铜基板材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种紫铜材料，其特征在于，所述材料的成分包括：质量百分比为10~100ppm的zr、ca、la中的至少一种元素，余量为cu和不可避免的杂质；所述材料的晶粒尺寸为10~25μm，小角度晶界体积百分占比l与大角度晶界体积百分占比h控制在2.0≤l/h≤2.4，其中小角度晶界为相邻晶粒取向差小于15°的晶界，大角度晶界为相邻晶粒取向差大于15°的晶界。
2.根据权利要求1所述的一种紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料的抗拉强度为280~380mpa，延伸率为15~35%，硬度hv为90~120。
3.根据权利要求1所述的一种紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料的表面粗糙度小于0.25μm，表面光泽度为280~340gu。
4.根据权利要求1所述的一种紫铜材料，其特征在于，所述紫铜材料与陶瓷基板结合所形成的陶瓷覆铜板中晶粒尺寸小于145μm。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗金宝，夏成龙，王博阳，郑少锋，李志龙，项燕龙，
申请(专利权)人：宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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