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...

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【部分圖文】：

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

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