镀层石墨/铝复合材料的热传导机制与力学性能研究
发布时间：2022-02-15 05:22
半导体激光器自开发应用以来发展迅速,目前更是朝着高效率、高性能和小体积的方向飞速前进,随之也带来了一个散热难题。激光器运行时产生的热量越来越多,能否及时的把这些热量散发出去直接影响激光器工作的稳定性和可靠性。传统热管理材料的热物理性能很难同时满足激光器散热的需求,而新兴的石墨/铝复合材料因具有高热导、低热膨胀系数、轻密度和生成成本低廉等优异性能已成为热管理材料的核心竞争者。然而在制备过程中由于石墨与金属铝高温润湿性不好,很难得到结合致密的界面,因此改善界面也是目前研究的重点。本文选取在石墨粉体表面镀层的方法来调节石墨/铝复合材料的界面,深入研究石墨体积分数以及界面对于石墨/铝复合材料热导率的影响,并以此为基础,阐述石墨/铝复合材料的热传导机制,建立热导率的预测模型。针对石墨导热材料力学性能较差的问题,采用多种方式来提高石墨/铝复合材料的力学性能。本文的主要研究结果为:（1）采用盐浴法在石墨表面镀覆TiC和SiC,并通过调节混合粉体中Ti粉的含量,可以调节控制TiC镀层的厚度。石墨表面镀SiC过程中石墨片表面的C原子不断向Si原子方向扩散,并发生了化学反应生成SiC。SiC的生成方式有S...
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨/铝复合材料的制备流程
(99.9wt.%)，铝粉颗粒粒径为 75μm，如图 2-2b 所示。选用天然鳞片石墨作为增强体，文献[49]得出结论：随着石墨鳞片粒径的增加，复合材料的热导率也随之提高。因此本文选用的石墨粉粒径在500μm左右，其形貌如图2-2a所示。镀层所用高纯Si粉(99.9wt.%)和 Ti 粉(99.9wt.%)的粒径为 10-20μm。
图 2.3 激光闪射法测量原理示意图2.4.2 抗弯强度复合材料抗弯强度根据三点弯曲法测得，测试在在电子万能测试机上进品尺寸为10mm×10mm×60mm，跨距大小为50mm。十字压头的移动速率为0测试环境为室温。随后根据以下公式进行计算：232bFLbh 式中 σb——材料的弯曲强度，单位N×mm2F——材料断裂时的最大载荷，单位NL——跨距，单位mmb——试样宽度，单位mmh——试样高度，单位mm
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率半导体激光器研究进展[J]. 王立军,宁永强,秦莉,佟存柱,陈泳屹. 发光学报. 2015(01)
[2]Carbon Materials Reinforced Aluminum Composites:A Review[J]. Yu Huang,Qiubao Ouyang,Di Zhang,Jing Zhu,Ruixiang Li,Hong Yu. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[3]热压烧结制备石墨/铜复合材料的热性能研究[J]. 许尧,薛鹏举,魏青松,史玉升. 热加工工艺. 2013(12)
[4]电子封装用Al/Si/SiC复合材料的显微组织与性能（英文）[J]. 朱晓敏,于家康,王新宇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[5]Microstructure and thermal expansion of Ti coated diamond/Al composites[J]. 杨博,于家康,陈闯. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(05)
[6]颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J]. 杨涛林,陈跃. 铸造技术. 2006(08)
[7]镀覆金刚石技术的研究进展[J]. 项东,李木森,许斌,刘科高. 超硬材料工程. 2006(03)
[8]新型硅基铝金属高性能电子封装复合材料研究[J]. 林锋,冯曦,李世晨,任先京,贾贤赏. 材料导报. 2006(03)
[9]一种制备颗粒增强金属基复合材料的新工艺[J]. 郝斌,孙淼,崔华,何建平,杨滨,张济山. 铸造技术. 2005(08)
[10]金属基复合材料的发展现状及展望[J]. 郝斌,段先进,崔华,杨滨,张济山. 材料导报. 2005(07)
硕士论文
[1]无压浸渗制备双尺寸颗粒SiCp/Al电子封装材料的研究[D]. 秦振凯.西北工业大学 2005
本文编号：3626001
【文章来源】：河南师范大学河南省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨/铝复合材料的制备流程
(99.9wt.%)，铝粉颗粒粒径为 75μm，如图 2-2b 所示。选用天然鳞片石墨作为增强体，文献[49]得出结论：随着石墨鳞片粒径的增加，复合材料的热导率也随之提高。因此本文选用的石墨粉粒径在500μm左右，其形貌如图2-2a所示。镀层所用高纯Si粉(99.9wt.%)和 Ti 粉(99.9wt.%)的粒径为 10-20μm。
图 2.3 激光闪射法测量原理示意图2.4.2 抗弯强度复合材料抗弯强度根据三点弯曲法测得，测试在在电子万能测试机上进品尺寸为10mm×10mm×60mm，跨距大小为50mm。十字压头的移动速率为0测试环境为室温。随后根据以下公式进行计算：232bFLbh 式中 σb——材料的弯曲强度，单位N×mm2F——材料断裂时的最大载荷，单位NL——跨距，单位mmb——试样宽度，单位mmh——试样高度，单位mm
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率半导体激光器研究进展[J]. 王立军,宁永强,秦莉,佟存柱,陈泳屹. 发光学报. 2015(01)
[2]Carbon Materials Reinforced Aluminum Composites:A Review[J]. Yu Huang,Qiubao Ouyang,Di Zhang,Jing Zhu,Ruixiang Li,Hong Yu. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[3]热压烧结制备石墨/铜复合材料的热性能研究[J]. 许尧,薛鹏举,魏青松,史玉升. 热加工工艺. 2013(12)
[4]电子封装用Al/Si/SiC复合材料的显微组织与性能（英文）[J]. 朱晓敏,于家康,王新宇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[5]Microstructure and thermal expansion of Ti coated diamond/Al composites[J]. 杨博,于家康,陈闯. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(05)
[6]颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J]. 杨涛林,陈跃. 铸造技术. 2006(08)
[7]镀覆金刚石技术的研究进展[J]. 项东,李木森,许斌,刘科高. 超硬材料工程. 2006(03)
[8]新型硅基铝金属高性能电子封装复合材料研究[J]. 林锋,冯曦,李世晨,任先京,贾贤赏. 材料导报. 2006(03)
[9]一种制备颗粒增强金属基复合材料的新工艺[J]. 郝斌,孙淼,崔华,何建平,杨滨,张济山. 铸造技术. 2005(08)
[10]金属基复合材料的发展现状及展望[J]. 郝斌,段先进,崔华,杨滨,张济山. 材料导报. 2005(07)
硕士论文
[1]无压浸渗制备双尺寸颗粒SiCp/Al电子封装材料的研究[D]. 秦振凯.西北工业大学 2005
本文编号：3626001
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3626001.html
