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Cu/AlN/Cu梯度復(fù)合電極材料的制備及性能研究

發(fā)布時間:2024-03-17 02:30
  選用純Cu、粗粉AlN及細(xì)粉AlN為原料,利用放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)采用兩步燒結(jié)法制備Cu/AlN/Cu梯度復(fù)合電極材料,并利用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、阿基米德法和材料熱導(dǎo)率測試儀對Cu/AlN/Cu電極材料的性能進(jìn)行研究。研究表明:通過兩步燒結(jié)法制備的Cu/AlN/Cu塊體試樣拋光截面層對稱結(jié)構(gòu)清晰,中間層為AlN層,最外層為金屬Cu,過渡層均勻且結(jié)合良好,沒有發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,符合梯度設(shè)計要求;對稱氣孔梯度AlN前驅(qū)體的密度隨著氣孔AlN中粗粉AlN的含量增加而減小,滲Cu后的樣品密度和Cu的相對含量隨著氣孔AlN中粗粉AlN的含量增加而增多;其中100%(原子分?jǐn)?shù))粗粉AlN經(jīng)燒結(jié)后密度為2.14 g·cm-3,滲Cu后密度為4.39 g·cm-3,Cu相對含量為26.68%;而50%粗粉AlN+50%細(xì)粉AlN經(jīng)燒結(jié)后密度為2.67 g·cm-3,滲Cu后密度為3.18 g·cm-3,Cu相對含量為7.46%;根據(jù)公式Voight和Reuss推算Cu/AlN復(fù)合材料的熱導(dǎo)率...

【文章頁數(shù)】:7 頁

【部分圖文】:

圖1AlN顆粒形貌及粒度分布圖

圖1AlN顆粒形貌及粒度分布圖

原材料:粗粉氮化鋁(AlN),平均粒度為38μm,比表面積為0.5m2·g-1,純度為99.9%,顆粒形貌和粒度分布見圖1(a);細(xì)粉氮化鋁(AlN),平均粒度為3μm,比表面積為3.2m2·g-1,純度為99.9%,顆粒形貌和粒度分布見圖1(b);純Cu,平均粒度為15μm....


圖2對稱氣孔梯度AlN前驅(qū)體的設(shè)計簡圖

圖2對稱氣孔梯度AlN前驅(qū)體的設(shè)計簡圖

稱量細(xì)粉氮化鋁0.1g和氟化鈣0.04g,將它們經(jīng)瑪瑙研缽研磨45min混合均勻;再稱量粗粉氮化鋁和其體積分?jǐn)?shù)為10%的銅粉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氟化鈣,經(jīng)瑪瑙研缽研磨45min混合均勻。對稱氣孔梯度AlN前驅(qū)體樣品的設(shè)計簡圖如圖2所示,即100%粗粉AlN(100%C)/7....


圖3對稱氣孔梯度AlN前驅(qū)體材料的實(shí)物圖

圖3對稱氣孔梯度AlN前驅(qū)體材料的實(shí)物圖

圖4為AlN前驅(qū)體各界面處的SEM圖片。如圖4(a)所示,整個樣品各層之間結(jié)合非常緊密,界面處無裂紋產(chǎn)生;從中心向兩側(cè),材料的致密度逐漸降低,氣孔率逐漸增大,孔徑大小也逐漸增大,同一區(qū)域內(nèi)孔徑大小非常均勻。其中,中心位置存在寬度約400μm的致密區(qū),其與兩側(cè)的材料存在明顯的邊界(....


圖5Cu/AlN/Cu塊體實(shí)物照片及界面的EDS分析

圖5Cu/AlN/Cu塊體實(shí)物照片及界面的EDS分析

圖5為Cu/AlN/Cu塊體實(shí)物照片及界面的分析元素分布圖,觀察發(fā)現(xiàn),樣品塊體實(shí)物的整個表面沒有發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,該樣品經(jīng)過切割后就可以作為電極材料實(shí)際應(yīng)用于溫差電器件。其中標(biāo)記為100C,75C+25F,50C+50F和100F的分別表示100%粗粉AlN,75%粗粉AlN+25....



本文編號:3930376

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