热冲击对金刚石/铜复合材料的热学性能影响 |
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引用本文: | 白智辉,郭宏,张习敏,尹法章,韩媛媛,范叶明.热冲击对金刚石/铜复合材料的热学性能影响[J].稀有金属,2013(5):840-844. |
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作者姓名: | 白智辉 郭宏 张习敏 尹法章 韩媛媛 范叶明 |
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作者单位: | 北京有色金属研究总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心;北京科技大学材料科学与工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(50971020)资助 |
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摘 要: | 采用压力浸渗和超高压熔渗法制备不同界面状态的金刚石/铜复合材料,分析界面状态对热学性能的影响,重点研究在-65~125℃和-196~85℃两种热冲击载荷下,循环100周次后材料的热导率和热膨胀系数的变化规律。结果表明:通过添加Cr元素的Dia/CuCr和使用超高压制备的EHV-Dia/Cu,材料的界面状态得到了改善;界面强度的提高,有利于获得高热导率,低热膨胀系数的复合材料。Dia/Cu的热导率仅有459.1 W·m-1·K-1,而EHV-Dia/Cu高达678.2 W·m-1·K-1,Dia/CuCr则为529.7 W·m-1·K-1。-55~125℃的热冲击条件下,Dia/Cu,Dia/CuCr,EHV-Dia/Cu的热导率保持良好的稳定性,变化在2.5%以内。而在-196~85℃的热冲击条件下,Dia/Cu由于界面结合力弱,在热应力的作用下热导率急剧下降;Dia/CuCr和EHV-Dia/Cu则表现出了良好的抗热冲击能力,循环后热导率仅下降3%左右。Dia/Cu和Dia/CuCr的初始热膨胀系数分别为8.45×10-6K-1和6.93×10-6K-1,Cr元素的添加使得界面结合强度提高,低膨胀系数的金刚石对高膨胀系数的基体约束力增加,使得热膨胀系数明显下降。在两种热冲击实验条件下,Dia/Cu的热膨胀系数基本保持不变,Dia/CuCr分别上升6.64%和7.22%。
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关 键 词: | 金刚石/铜复合材料 界面 热冲击 热导率 热膨胀系数 |
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