镀钛金刚石／铜复合材料的热导率

采用粉末冶金法在高温热压炉中制备金刚石／铜复合材料,研究了钛镀层、烧结温度、金刚石颗粒体积分数对金刚石／铜复合材料热导率的影响。结果表明：钛镀层能改善金刚石／铜复合材料的界面浸润性,降低孔隙率,提高热导率。烧结温度低于980℃时,烧结驱动力不足,致使金刚石／铜复合材料的致密度下降,热导率降低;烧结温度高于980℃时,由...     

铜-石墨复合材料的摩擦学性能和磨损机理

采用机械合金化后冷压成型和放电等离子烧结两种不同工艺分别制备铜-石墨复合材料,在销盘式实验机上进行材料的摩擦实验,并通过扫描电镜、X射线光电子能谱仪(XPS)分析摩擦表面的形貌和化学性质.结果表明:随着石墨含量的增加,复合材料的摩擦系数与磨损率显著下降;随烧结温度的升高,摩擦系数与磨损率都呈下降趋势.摩擦系数与磨损率的显著改善是由于在磨损过程中形成一层覆盖表面的润滑膜.当形成的润滑膜几乎覆盖住整个磨损表面时,该润滑膜能够抑制滑动界面处金属与金属接触,使摩擦磨损特性得以改善.     

烧结压力对石墨烯增强铜基复合材料组织性能的影响

烧结压力是粉末冶金制备材料过程中重要工艺参数之一,通过在石墨烯/铜中添加钛粉以改善二者润湿性,使用超声分散和球磨法进行混粉,用放电等离子烧结(SPS)的方式制备石墨烯铜基复合材料,在5,15,25,30MPa 4种不同压力下进行烧结。用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对石墨烯增强铜基复合材料显微结构进行观察,测量试样密度,并采用硬度计、导电率测试仪对力学性能和导电性能进行测试。结果表明,随着烧结压力的升高,复合材料晶粒尺寸不断减小,导电率先上升后下降。当烧结压力达到25 MPa时,导电率最大为51.2%IACS;复合材料的密度和硬度值不断增大。     

超高压熔渗法制备铜/金刚石复合材料的热导率*

用超高压熔渗法制备了金刚石体积分数为90%的铜/金刚石复合材料, 其热导率为662 Wm^-1K^-1, 比用其它方法制备的这种材料的热导率高。SEM、EDS和XRD的表征结果表明, 这种铜/金刚石复合材料的界面结合良好, 金刚石与铜之间有过渡层, 部分金刚石相互连通。     

放电等离子烧结制备Diamond/Al复合材料

采用放电等离子烧结法（SPS）制备了Diamond/Al复合材料,研究了金刚石粒径、成分配比、工艺参数等对复合材料的导热性能的影响。结果表明,SPS可以得到导热性能较好的Diamond/Al复合材料,致密度是影响该材料导热性能的最重要因素。在实验确定的金刚石体积分数50%,金刚石粒径70 μm,温度550℃、压力30 MPa的工艺条件下,所制备的材料致密度较高,热导率为182 W/(m·K),比相同条件下纯铝粉烧结体的热导率提高了34.8%,表明金刚石的添加对烧结铝基材料导热性能有明显的改善作用。      

金刚石表面镀钨对铜/金刚石复合材料热导率的影响

利用粉末覆盖烧结法成功在金刚石表面镀覆W,并采用气体压力熔渗法制备Cu/diamond(W)复合材料。研究了不同镀覆温度对镀层微观结构以及复合材料热导率的影响。结果表明,金刚石表面镀钨有效的改善了界面结合,提高了复合材料热导率。镀层厚度随镀覆温度的提高而明显增加,复合材料热导率先增高再降低。当镀覆工艺为1 050℃保温15 min时,镀层厚度为2 000nm,复合材料热导率最高可达到670 W/mK。     

Li2O对低温烧结AlN陶瓷热导率的影响

使用CaF2,Y2O3和Li2CO3做添加剂,在1650℃的低温下制备出热导率高于170W/m@K的AlN陶瓷,通过使用SEM,TEM和XRD研究了AlN陶瓷在烧结过程中微结构与晶格参数的变化,并讨论了其对热导率的影响.研究发现,当使用CaF2-Y2O3做添加剂时,液相对晶粒浸润性较差,不利于AlN晶格的纯化,AlN热导率的增加主要来自于致密度的提高.而Li2O的加入则改善了液相与AlN晶粒的浸润性,从而促进了AlN晶格的纯化,有利于获得较高的热导率.     

镀Ti金刚石/Al复合材料的热性能

通过盐浴镀方法实现金刚石表面镀Ti,并采用模压铸造方法制备镀Ti金刚石/Al复合材料。研究镀层对复合材料微观结构和热性能的影响。结果表明金刚石表面镀Ti改善了复合材料的界面结合,降低界面热阻,从而提高了复合材料的热性能,包括降低热膨胀系数,提高复合材料的热导率。采用850℃盐浴镀Ti,镀覆时间180min得到的镀Ti金刚石/Al复合材料热导率高达488W/(m.K),在温度范围50～300℃之间,其平均热膨胀系数为9×10-6/K。     

基体中Ti元素含量对金刚石/Cu-Ti复合材料热导率的影响

采用真空热压法制备了金刚石体积分数为63%的金刚石/Cu-Ti复合材料,研究了基体中Ti含量对金刚石/Cu-Ti复合材料界面显微结构和热导率的影响。随着Ti含量的增加,金刚石/Cu-Ti复合材料热导率先增加后减小。当基体中Ti含量为1.1wt%时热导率最高,为511 W/（m·K）。Ti含量小于1.1wt%时,烧结过程中两相界面间生成的碳化物数量和面积随Ti含量的增加而增加,优化了界面结合,提高了界面结合强度,增加了界面传热通道数量,使金刚石/Cu-Ti复合材料导热性能提高。Ti含量的增加同时伴随着碳化物热阻增加和基体导热性能的恶化。过量的Ti元素使低导热性能的碳化物层厚度增加,碳化物层本身热阻增加,界面热导降低,金刚石/Cu-Ti复合材料导热性能下降。     

On the thermal conductivity of bimodal SiC/A356 composites fabricated via powder metallurgy route

The present study investigates the thermal conductivity of bimodal SiC particulate distribution in aluminum matrix composites fabricated via powder metallurgy route. The effects of the SiC_p reinforcement size distribution and processing parameters such as sintering time and temperature on the thermal conductivity have been examined. The Box–Behnken experimental array was employed to identify the effects of selected variables on the thermal conductivity of the composite. A reasonable augmentation in the thermal conductivity was observed with an increase in sintering time and %volume fraction of fine SiC particulates. It has been demonstrated that the matrix doped with fine SiC particulates (37?µm) occupied interstitial positions and formed continuous SiC–matrix network resulting in minimizing the micropores that contributed for good thermal conductivity, that is, 235?W/mK. Scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD) were conducted to evaluate the microstructure architecture and interfacial phase formation.     

BN表面改性对BN/环氧树脂复合材料导热性能的影响

采用十八烷基三甲基溴化铵（OTAB）阳离子表面活性剂对BN微米片进行有机化改性,研究了BN表面改性对BN/环氧树脂复合材料导热性能的影响。当OTAB浓度为0.6 g · L^-1时,BN表面的OTAB吸附量接近饱和。BN表面改性提高了环氧树脂对BN的浸润性,降低了BN的导热系数。SEM观察及黏度测试结果表明：BN表面改性改善了BN/环氧树脂复合材料的界面性能及体系相容性。由于界面热阻的降低,改性BN/环氧树脂复合材料的导热系数高于未改性BN/环氧树脂复合材料,当BN填充量为30%（填料与树脂基体的质量比）时,改性BN/环氧树脂复合材料的导热系数为1.03 W （m · K）^-1,是未改性BN/环氧树脂导热系数（0.48 W （m · K）^-1）的2.15倍。     

Comments on the measurement of thermal conductivity and presentation of a thermal conductivity integral method

A discussion is presented regarding the significance of the spatial temperature gradient approximation normally used in thermal conductivity measurement. Examples are presented illustrating the magnitude of temperature differences allowed for conductivity integral (TCI) method of analysis is presented as an alternative method which totally eliminates the need to impose temperature difference restrictions on the measurement process, so long as other errors, such as radiative heat losses, do not become excessive.     

探针法测量低温下猪主动脉导热系数研究

低温下导热系数测定对生物器官的低温保存、低温外科医学及数值模拟计算至关重要.在分析探针法测量原理的基础上,用探针法对低温下猪主动脉的导热系数进行了测量研究.实验表明探针在用甘油和蒸馏水进行标定后,可以方便准确地测量-90～-35℃温区下猪主动脉的导热系数.     

预制体结构对针刺石英纤维/环氧树脂复合材料导热性能的影响

为了探索预制体结构对针刺石英纤维/环氧树脂复合材料导热性能的影响,采用逐层针刺技术和树脂传递模塑工艺制作了针刺石英纤维/环氧树脂复合材料。利用瞬态热线法测量了环氧树脂和不同预制体结构的针刺石英纤维/环氧树脂复合材料的导热性能。结果表明:随着纤维体积分数的提高,针刺石英纤维/环氧树脂复合材料的导热性能得到了提升。其中,用石英纤维短切毡增强环氧树脂的导热性能比环氧树脂提高了35.9%。当针刺石英纤维/环氧树脂复合材料中的无纬布纤维平行于热线时,采用石英纤维短切毡与石英纤维无纬布共同增强的2种针刺石英纤维/环氧树脂复合材料的导热性能分别比环氧树脂提高了45.5%和46.4%;而当无纬布纤维垂直于热线时,导热性能比环氧树脂分别提高了56.4%和61.8%。针刺石英纤维/环氧树脂复合材料的导热性能不仅受石英纤维体积分数影响,也受到预制体中无纬布纤维体积分数和取向的影响。      

颗粒弥散复合材料等效导热系数的估算

等效热导率是热障功能梯度材料的重要热物理性能,本文采用小最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则,推导出了热障型陶瓷／金属复赤道儿热导系数的普通式。并研究了Ni-ZrO2系复合材料的等效热导率随成分变化的规律,将理论值和实测值进行了比较。结果表明该理论对热障功能梯度材料的设计具有指导意义。     

高导热炭纤维及其炭基复合材料

主要介绍了国际上近十年来高导热炭纤维（CF）及其炭基复合材料发展的新动向。     

导热系数对红外隐身复合材料性能的影响

分析了导热系数对基于石蜡微胶囊红外隐身复合材料性能的影响，通过添加铝粉改变其导热系数并对改进效果进行验证，结果证明复合材料的红外分割效果得到改进。     

石墨表面TiC涂层对高定向石墨/Cu复合材料热导率和抗弯强度的影响

以高温盐浴法对天然鳞片石墨粉体(GF)进行表面TiC镀层处理,然后采用真空热压烧结法制备TiCGF/Cu复合材料,研究了粉体表面涂层和GF体积分数对复合材料微观结构、热导率及抗弯强度的影响。系列测试结果表明:随着GF体积分数的降低以及粉体表面TiC镀层的形成,TiC-GF/Cu复合材料平行于GF片层方向的热导率有所降低,抗弯强度有所提升。其中在GF的体积分数占TiC-GF/Cu复合材料70%时,这种变化最为明显,平行于GF片层方向的TiC-GF/Cu复合材料热导率下降幅度最大,从676W/(m·K)下降到526 W/(m·K)。同时,TiC-GF/Cu复合材料的微观结构进一步说明,GF表面的TiC涂层对GF/Cu复合材料的断裂模型起着重要的作用。     

Effective thermal conductivity of Cu/diamond composites containing connected particles

An analytical model for the thermal conductivity of Cu/diamond composites with connected particles is presented by replacement of a cluster of connected particles with an equivalent polycrystal subsequently using a multiple effective medium approach. By applying this model to the measured thermal conductivity of Cu/diamond composites prepared by high pressure high temperature sintering technique reported in the literature, we show that it quite well describes the observed thermal conductivity enhancement induced by the connected particles. We estimate the value of connected particle loading in real composites and show that large particles are easier to form the bonding contact than small particles. The present work also demonstrates that the sensitivity of thermal conductivity contribution from the connected particles strongly depends on the particle size, and their pronounced thermal conductivity enhancement should lie within the certain particle size range.