精确的温度控制可调节材料的相态，特别是将铝铜基体维持在一个狭窄的固液共存窗口内。这可以防止基体完全熔化，同时产生足够的液相来促进致密化并抑制脆性反应产物的形成。
核心要点 通过将烧结温度锁定在特定的狭窄范围内，炉子利用痕量液相来粘合材料，而不会引发过度的化学反应。这种特定的热管理可防止脆性碳化物的生长，并保持金刚石的结构，直接确保复合材料的高导热性和机械完整性。
相控机制
温度控制系统的主要功能是在致密化（需要热量）和材料降解（热量会加速降解）之间的微妙权衡中进行导航。
实现固液共存
该系统并非简单地将材料加热到熔点，而是瞄准特定的“半固态”区域。通过将铝铜基体维持在固相和液相共存的状态，炉子允许出现痕量液相。
这种痕量液相对于润滑至关重要。它减少了颗粒之间的摩擦，并促进了基体的重排，使其比固相烧结更能有效地填充金刚石颗粒之间的空隙。
防止完全熔化
至关重要的是，控制系统确保基体不会完全熔化。完全熔化可能导致复合材料元素不受控制的流动和偏析。
通过保持大部分基体为固态，在压制阶段可以保持组件的结构完整性，防止变形，同时仍能达到接近完全密度。
调节界面反应
精确温度控制最显著的影响是发生在金刚石与金属基体界面处的化学反应。
抑制碳化铝（$Al_4C_3$）
烧结金刚石/铝铜复合材料的主要危险是铝与碳之间的反应。过高的温度会触发碳化铝（$Al_4C_3$）的形成，这是一种脆性相，会充当热屏障。
精确的热调节可将温度保持在低于该反应占主导地位的阈值以下。这可以防止金刚石降解，并确保复合材料保持高导热性。
控制界面厚度
虽然一定程度的化学键合对于强度是必要的，但反应层必须严格限制。温度控制系统直接决定了这些层的生长厚度。
例如，在使用活性元素（通常用于辅助粘合）进行烧结时，保持稳定的温度（例如 840°C）可将脆性反应层（如碳化钛 (TiC)）保持在2微米的关键阈值以下。这确保了牢固的冶金结合，而不会引入会削弱材料的脆性。
防止石墨化
金刚石是亚稳态的，在高温下容易石墨化，尤其是在催化金属存在的情况下。
真空炉的精确控制可防止温度过冲，从而将金刚石增强体转化为石墨。这可以保留金刚石固有的硬度和热性能。
热管理中的常见陷阱
了解未能保持这种精确控制的后果至关重要。这些复合材料的加工窗口非常苛刻。
温度过冲的后果
如果温度即使略高于目标区域，反应动力学也会呈指数级加速。这会导致形成厚而脆的碳化物层，切断金刚石与基体之间的热通路，使复合材料无法用于散热应用。
温度不足的后果
如果温度低于目标值，则不会形成痕量液相。没有这种液相辅助，施加的压力（例如 30 MPa）不足以克服颗粒摩擦。这会导致复合材料多孔，机械结合力弱，密度差。
为您的目标做出正确选择
为了最大化金刚石/铝铜复合材料的性能，您必须将热策略与您的特定性能指标相匹配。
- 如果您的主要重点是导热性：优先考虑允许温度窗口的较低端，以严格最小化 $Al_4C_3$ 的形成并保持金刚石界面。
- 如果您的主要重点是机械强度：瞄准液相形成的最佳点，以确保最大密度和界面结合厚度（低于 2 微米）。
温度控制的精确性不仅仅是一个操作细节；它是决定界面充当桥梁还是屏障的决定性因素。
汇总表：
| 特征 | 烧结中的作用 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 固液共存 | 维持“半固态”区域 | 促进致密化，同时防止完全熔流。 |
| 碳化物抑制 | 限制 $Al_4C_3$ 的形成 | 防止热屏障并保持材料韧性。 |
| 界面调节 | 控制 TiC 层厚度 | 确保牢固的冶金结合（保持在 2 微米以下）。 |
| 热稳定性 | 防止石墨化 | 保持金刚石固有的硬度和导电性。 |
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