增强体构成及基体中Cu对SiCp/Al复合材料热物理性能影响
发布时间：2023-05-19 02:06
本文研究了增强体的构成即SiC结构形态(单,双颗粒、连续泡沫陶瓷)、向SiC中混合第二相颗粒(金刚石或氮化铝)对SiCp/Al复合材料热物理性能的影响;还研究了基体中添加Cu元素对SiCp/Al复合材料热物理性能及电导的影响。采用XRD和SEM对材料进行物相分析和组织形貌观察,通过热导和热膨胀仪对材料进行热物理性能的检测,来探究不同因素对复合材料性能影响。采用粉末自然堆积和无压渗透法制备的复合材料通过双粒径配比可以提高增强体体积分数,在质量比220μm:70μm=3:1处达到最大,为63.5%;孔隙密度越大的泡沫陶瓷制取的复合材料热导率越小,其热膨胀也越小;其在相同体份下增强体弥散分布的复合材料热导率大于其网络互穿结构的复合材料,其双结构增强的复合材料最小。在热膨胀方面,其规律与热导率一致。在碳化硅与金刚石(Dia)混合增强铝基复合材料时,金刚石颗粒含量低于20%时,总混合体积分数越大,其热导率越小,伴随金刚石颗粒含量的进一步增加,当其超过20%时,总混合体积分数越大,其热导率越大;在混合体积分数一定的情况下,混入Dia颗粒的复合材料热导率比混入氮化铝(AlN)大;在总混合体积分数一定...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 SiCp/Al复合材料的发展与应用
1.2.1 在航空航天及军事领域的应用
1.2.2 在汽车领域的发展与应用
1.2.3 在电子封装领域的发展与应用
1.3 SiCp/Al复合材料的制备
1.3.1 粉末冶金
1.3.2 挤压铸造
1.3.3 真空压力浸渗
1.3.4 无压浸透
1.4 SiCp/Al复合材料热导率的影响
1.4.1 增强体本征条件对热导率影响
1.4.2 合金元素对复合材料热导率影响
1.4.3 复合材料孔隙对热导率的影响
1.5 颗粒增强金属基复合材料导热性能模拟方法
1.6 本文研究的意义及主要内容
1.6.1 课题提出的意义
1.6.2 研究的主要内容
第二章 实验内容研究方法
2.1 实验材料和仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器及用途
2.2 微观结构表征手段
2.2.1 增强体含量的表征
2.2.2 颗粒中心间距的表征
2.2.3 颗粒双粒径配比等效粒径的表征
2.2.4 材料致密度的表征
2.3 复合材料的制备与方案
2.3.1 SiC不同结构、配比及Cu元素含量
2.3.2 无压渗透制备工艺
2.3.3 粉末冶金制备工艺
2.4 性能检测
2.5 有限元方法对导热性的数值模拟
第三章 SiC不同结构分布对复合材料热物理性能的影响
3.1 双粒径混合对复合材料热导率影响
3.1.1 双粒径混合的复合材料微观组织观察
3.1.2 颗粒配比对复合材料热导率的影响
3.2 双连续分布中泡沫陶瓷孔径对复合材料热物理性能的影响
3.2.1 泡沫陶瓷的形貌及物相表征
3.2.2 不同孔径泡沫陶瓷制备的复合材料组织微观形貌
3.2.3 不同孔径对泡沫陶瓷制备的复合材料热导率的影响
3.2.4 不同孔径对泡沫陶瓷复合材料热膨胀的影响
3.3 增强体结构分布不同对复合材料热导率及热膨胀的影响
3.3.1 增强体结构分布对复合材料微观组织
3.3.2 增强体结构分布对复合材料热导率的影响
3.3.3 增强体结构分布对复合材料热膨胀的影响
3.4 本章小结
第四章 (SiCp+Dia/AlN)混合结构分布对复合材料热导率影响的数值模拟及实验
4.1 颗粒混合增强对铝基复合材料热导率数值模拟分析
4.1.1 增强体总体积分数不同对铝基复合材料热导率影响的数值模拟
4.1.2 第二相混合颗粒热导率对SiCp/Al复合材料热导率影响的数值模拟
4.1.3 第二相混合颗粒粒径对SiCp/Al复合材料热导影响的数值模拟
4.2 不同混合颗粒的显微组织分析
4.3 颗粒混合增强对铝基复合材料热导率影响的实验分析
4.3.1 增强体不同体积分数对SiCp/Al复合材料热导率影响的实验
4.3.2 第二相混合颗粒热导率对SiCp/Al复合材料热导率影响的实验
4.3.3 第二相混合颗粒粒径对SiCp/Al复合材料热导影响的实验
4.4 本章小结
第五章 Cu对SiCp/Al复合材料热物理性能及电导的影响
5.1 Cu元素对基体合金组织和物相的影响
5.1.1 Cu元素对基体合金组织影响
5.1.2 Cu元素对基体合金物相的影响
5.2 Cu元素对复合材料组织及物相的影响
5.2.1 Cu元素对复合材料组织及致密度的影响
5.2.2 Cu元素对SiCp/Al复合材料物相的影响
5.3 Cu元素对复合材料热导率的影响
5.4 基体合金元素Cu对复合材料热膨胀性能的影响分析
5.5 基体合金元素Cu对复合材料电导率的影响分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3819445
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 SiCp/Al复合材料的发展与应用
1.2.1 在航空航天及军事领域的应用
1.2.2 在汽车领域的发展与应用
1.2.3 在电子封装领域的发展与应用
1.3 SiCp/Al复合材料的制备
1.3.1 粉末冶金
1.3.2 挤压铸造
1.3.3 真空压力浸渗
1.3.4 无压浸透
1.4 SiCp/Al复合材料热导率的影响
1.4.1 增强体本征条件对热导率影响
1.4.2 合金元素对复合材料热导率影响
1.4.3 复合材料孔隙对热导率的影响
1.5 颗粒增强金属基复合材料导热性能模拟方法
1.6 本文研究的意义及主要内容
1.6.1 课题提出的意义
1.6.2 研究的主要内容
第二章 实验内容研究方法
2.1 实验材料和仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器及用途
2.2 微观结构表征手段
2.2.1 增强体含量的表征
2.2.2 颗粒中心间距的表征
2.2.3 颗粒双粒径配比等效粒径的表征
2.2.4 材料致密度的表征
2.3 复合材料的制备与方案
2.3.1 SiC不同结构、配比及Cu元素含量
2.3.2 无压渗透制备工艺
2.3.3 粉末冶金制备工艺
2.4 性能检测
2.5 有限元方法对导热性的数值模拟
第三章 SiC不同结构分布对复合材料热物理性能的影响
3.1 双粒径混合对复合材料热导率影响
3.1.1 双粒径混合的复合材料微观组织观察
3.1.2 颗粒配比对复合材料热导率的影响
3.2 双连续分布中泡沫陶瓷孔径对复合材料热物理性能的影响
3.2.1 泡沫陶瓷的形貌及物相表征
3.2.2 不同孔径泡沫陶瓷制备的复合材料组织微观形貌
3.2.3 不同孔径对泡沫陶瓷制备的复合材料热导率的影响
3.2.4 不同孔径对泡沫陶瓷复合材料热膨胀的影响
3.3 增强体结构分布不同对复合材料热导率及热膨胀的影响
3.3.1 增强体结构分布对复合材料微观组织
3.3.2 增强体结构分布对复合材料热导率的影响
3.3.3 增强体结构分布对复合材料热膨胀的影响
3.4 本章小结
第四章 (SiCp+Dia/AlN)混合结构分布对复合材料热导率影响的数值模拟及实验
4.1 颗粒混合增强对铝基复合材料热导率数值模拟分析
4.1.1 增强体总体积分数不同对铝基复合材料热导率影响的数值模拟
4.1.2 第二相混合颗粒热导率对SiCp/Al复合材料热导率影响的数值模拟
4.1.3 第二相混合颗粒粒径对SiCp/Al复合材料热导影响的数值模拟
4.2 不同混合颗粒的显微组织分析
4.3 颗粒混合增强对铝基复合材料热导率影响的实验分析
4.3.1 增强体不同体积分数对SiCp/Al复合材料热导率影响的实验
4.3.2 第二相混合颗粒热导率对SiCp/Al复合材料热导率影响的实验
4.3.3 第二相混合颗粒粒径对SiCp/Al复合材料热导影响的实验
4.4 本章小结
第五章 Cu对SiCp/Al复合材料热物理性能及电导的影响
5.1 Cu元素对基体合金组织和物相的影响
5.1.1 Cu元素对基体合金组织影响
5.1.2 Cu元素对基体合金物相的影响
5.2 Cu元素对复合材料组织及物相的影响
5.2.1 Cu元素对复合材料组织及致密度的影响
5.2.2 Cu元素对SiCp/Al复合材料物相的影响
5.3 Cu元素对复合材料热导率的影响
5.4 基体合金元素Cu对复合材料热膨胀性能的影响分析
5.5 基体合金元素Cu对复合材料电导率的影响分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3819445
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