Diamond/Cu復(fù)合材料的界面調(diào)控及導(dǎo)熱性能研究
發(fā)布時間:2021-06-17 08:06
Diamond/Cu復(fù)合材料作為新一代熱管理材料,以其巨大的潛力近年來引起了廣泛的關(guān)注。本文采用金剛石鹽浴鍍W和W粉摻雜兩種方法改善金剛石與銅之間的潤濕性,結(jié)合無壓浸滲的方法制備Diamond/Cu復(fù)合材料。通過改變不同的金剛石粒徑、不同的鍍W工藝和不同的摻雜量,調(diào)控復(fù)合材料的界面。使用SEM,XRD等方法對復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu),成分進行表征。重點研究了界面數(shù)量、界面層厚度和界面成分對復(fù)合材料的組織形貌及導(dǎo)熱性能的影響。觀察不同粒徑的金剛石制備的復(fù)合材料斷口發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料斷裂方式主要為沿晶斷裂。當(dāng)金剛石粒徑分別為80/100目、120/140目、230/270目時,復(fù)合材料的界面熱阻依次為1.81×10-8m2K/W、2.58×10-8m2K/W、5.09×10-8m2K/W。復(fù)合材料的計算熱導(dǎo)率隨著界面熱阻的增大而減下,分別為793W/(m·K)、768W/(m·K)、697W/(m·K);實際熱導(dǎo)率為578W/(m·K)、525W/(m·K)、441W/(m·K),與計算熱導(dǎo)率變化規(guī)律一致。隨著鍍W時間的延長,鍍層厚度增加,增重法計算的鍍層厚度依次為1.18μm、1.72μm、2.4...
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
超越完美界面示意圖
南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論對于 Diamond/Cu 復(fù)合材料來說,根據(jù)其界面導(dǎo)熱特性和結(jié)構(gòu)的不同,一般可以將復(fù)合材料的界面分為以下三種類型[46]:超越完美界面,完美界面,不完美界面。超越完美界面并不是指一個特定的界面,而是指一個完整的概念,它的界面結(jié)合特征是既有兩相界面的結(jié)合也有顆粒間的界面結(jié)合,其熱阻包含兩相界面熱阻和顆粒間的晶界熱阻,圖 1-1 是超越完美界面示意圖。對于這種類型的Diamond/Cu 復(fù)合材料,增強體顆粒和基體顆粒之間發(fā)生整體或部分的三維連通,從而使顆粒間的晶界熱阻取代了部分兩相界面熱阻,一般情況下顆粒間的界面熱阻大大高于晶界熱阻,因此該類型的界面通過減少界面熱阻的對導(dǎo)熱性能的影響,大大提高了熱導(dǎo)率。
南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論本征熱阻圖 1-2 完美界面示意圖Fig.1-2 Schematic illustration of the perfect interface非完美界面和前面兩種界面都不同,圖 1-3 為非完美界面示意圖。在非完美界面中增強體和基體的界面處存在界面生成物或鍍層,這就使得界面熱阻包含了理想熱阻和界面生成物的額外熱阻,若界面產(chǎn)物能促進界面的結(jié)合的同時,減小了
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金剛石表面金屬化可控Cr層的形成機制及性能[J]. 龍濤,董應(yīng)虎,張瑞卿,甘海潮. 材料熱處理學(xué)報. 2015(01)
[2]熱沖擊對金剛石/銅復(fù)合材料的熱學(xué)性能影響[J]. 白智輝,郭宏,張習(xí)敏,尹法章,韓媛媛,范葉明. 稀有金屬. 2013(05)
[3]金剛石/銅復(fù)合材料界面結(jié)合狀態(tài)的改善方法[J]. 張習(xí)敏,郭宏,尹法章,韓媛媛,范葉明,王鵬鵬. 稀有金屬. 2013(02)
[4]Cr-Cu鍍層對金剛石-銅復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響[J]. 徐良,曲選輝,劉一波. 功能材料. 2011(S5)
[5]埋砂復(fù)合電沉積法制備銅基金剛石復(fù)合材料[J]. 李衛(wèi)平,魏由洋,劉慧叢,劉永正,朱立群. 功能材料. 2011(10)
[6]碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明. 新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[7]放電等離子燒結(jié)法制備金剛石/Cu復(fù)合材料[J]. 淦作騰,任淑彬,沈曉宇,何新波,曲選輝,郭佳. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2010(01)
[8]Effect of particle size on the microstructure and thermal conductivity of Al/diamond composites prepared by spark plasma sintering[J]. CHU Ke, JIA Chengchang, LIANG Xuebing, CHEN Hui, and GAO Wenjia School of Material Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China. Rare Metals. 2009(06)
[9]界面對熱沉用金剛石-Cu復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響[J]. 夏揚,宋月清,林晨光,崔舜. 人工晶體學(xué)報. 2009(01)
[10]電子封裝技術(shù)的最新進展[J]. 傅岳鵬,譚凱,田民波. 半導(dǎo)體技術(shù). 2009(02)
博士論文
[1]金剛石薄膜制備及其在改善電力電子器件熱特性方面的研究[D]. 張志勇.西安理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]金剛石/銅復(fù)合材料的界面表征及調(diào)控研究[D]. 王鵬鵬.北京有色金屬研究總院 2014
[2]顆粒增強鋁基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能分析[D]. 王寅.南昌航空大學(xué) 2010
[3]表面金屬化—共沉積法制備金剛石/銅基封裝材料的研究[D]. 王強.天津大學(xué) 2008
本文編號:3234822
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
超越完美界面示意圖
南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論對于 Diamond/Cu 復(fù)合材料來說,根據(jù)其界面導(dǎo)熱特性和結(jié)構(gòu)的不同,一般可以將復(fù)合材料的界面分為以下三種類型[46]:超越完美界面,完美界面,不完美界面。超越完美界面并不是指一個特定的界面,而是指一個完整的概念,它的界面結(jié)合特征是既有兩相界面的結(jié)合也有顆粒間的界面結(jié)合,其熱阻包含兩相界面熱阻和顆粒間的晶界熱阻,圖 1-1 是超越完美界面示意圖。對于這種類型的Diamond/Cu 復(fù)合材料,增強體顆粒和基體顆粒之間發(fā)生整體或部分的三維連通,從而使顆粒間的晶界熱阻取代了部分兩相界面熱阻,一般情況下顆粒間的界面熱阻大大高于晶界熱阻,因此該類型的界面通過減少界面熱阻的對導(dǎo)熱性能的影響,大大提高了熱導(dǎo)率。
南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論本征熱阻圖 1-2 完美界面示意圖Fig.1-2 Schematic illustration of the perfect interface非完美界面和前面兩種界面都不同,圖 1-3 為非完美界面示意圖。在非完美界面中增強體和基體的界面處存在界面生成物或鍍層,這就使得界面熱阻包含了理想熱阻和界面生成物的額外熱阻,若界面產(chǎn)物能促進界面的結(jié)合的同時,減小了
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金剛石表面金屬化可控Cr層的形成機制及性能[J]. 龍濤,董應(yīng)虎,張瑞卿,甘海潮. 材料熱處理學(xué)報. 2015(01)
[2]熱沖擊對金剛石/銅復(fù)合材料的熱學(xué)性能影響[J]. 白智輝,郭宏,張習(xí)敏,尹法章,韓媛媛,范葉明. 稀有金屬. 2013(05)
[3]金剛石/銅復(fù)合材料界面結(jié)合狀態(tài)的改善方法[J]. 張習(xí)敏,郭宏,尹法章,韓媛媛,范葉明,王鵬鵬. 稀有金屬. 2013(02)
[4]Cr-Cu鍍層對金剛石-銅復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響[J]. 徐良,曲選輝,劉一波. 功能材料. 2011(S5)
[5]埋砂復(fù)合電沉積法制備銅基金剛石復(fù)合材料[J]. 李衛(wèi)平,魏由洋,劉慧叢,劉永正,朱立群. 功能材料. 2011(10)
[6]碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明. 新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[7]放電等離子燒結(jié)法制備金剛石/Cu復(fù)合材料[J]. 淦作騰,任淑彬,沈曉宇,何新波,曲選輝,郭佳. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2010(01)
[8]Effect of particle size on the microstructure and thermal conductivity of Al/diamond composites prepared by spark plasma sintering[J]. CHU Ke, JIA Chengchang, LIANG Xuebing, CHEN Hui, and GAO Wenjia School of Material Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China. Rare Metals. 2009(06)
[9]界面對熱沉用金剛石-Cu復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響[J]. 夏揚,宋月清,林晨光,崔舜. 人工晶體學(xué)報. 2009(01)
[10]電子封裝技術(shù)的最新進展[J]. 傅岳鵬,譚凱,田民波. 半導(dǎo)體技術(shù). 2009(02)
博士論文
[1]金剛石薄膜制備及其在改善電力電子器件熱特性方面的研究[D]. 張志勇.西安理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]金剛石/銅復(fù)合材料的界面表征及調(diào)控研究[D]. 王鵬鵬.北京有色金屬研究總院 2014
[2]顆粒增強鋁基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能分析[D]. 王寅.南昌航空大學(xué) 2010
[3]表面金屬化—共沉積法制備金剛石/銅基封裝材料的研究[D]. 王強.天津大學(xué) 2008
本文編號:3234822
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3234822.html
最近更新
教材專著