Diamond-Cu復合材料的界面調(diào)控及導熱性能研究.pdf

1、學校代碼：10406分類號：TB333學號：130085204004南昌航空大學碩士學位論文南昌航空大學碩士學位論文（專業(yè)學位研究生）DiamondCu復合材料的界面調(diào)控復合材料的界面調(diào)控及導熱性能研究及導熱性能研究碩士研究生：甘海潮導師：董應虎副教授申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：材料工程所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：2015年12月授予學位單位：南昌航空大學I摘要摘要DiamondCu復合材料作為新一代熱管理材料，以其巨大的潛

2、力近年來引起了廣泛的關注。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DiamondCu復合材料。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)控復合材料的界面。使用SEM，XRD等方法對復合材料的界面結(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合材料的組織形貌及導熱性能的影響。觀察不同粒徑的金剛石制備的復合材料斷口發(fā)現(xiàn)，復合材料斷裂方式主要為沿晶斷裂。當金剛

3、石粒徑分別為80100目、120140目、230270目時，復合材料的界面熱阻依次為1.81108m2KW、2.58108m2KW、5.09108m2KW。復合材料的計算熱導率隨著界面熱阻的增大而減下，分別為793W(mK)、768W(mK)、697W(mK)；實際熱導率為578W(mK)、525W(mK)、441W(mK)，與計算熱導率變化規(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

4、、2.48μm、3.24μm，隨著鍍層變厚界面熱阻增大分別為0.86108m2KW、1.26108m2KW、1.81108m2KW、2.35108m2KW。復合材料的計算熱導率分別為827W(mK)、812W(mK)、793W(mK)、775W(mK)、，隨著鍍層厚度與界面熱阻的增大而減小，但實際熱導率分別為280W(mK)、473W(mK)、578W(mK)、532W(mK)，隨著鍍層厚度增加先增大后減小。不同W摻雜量制備的復合材料，

5、當W體積分數(shù)為10%時制備的復合材料的界面結(jié)合最好。相圖與XRD分析結(jié)果顯示，界面處存在著成分梯度，金剛石表面由外至內(nèi)依次為Cu0.4W0.6W2CWCDiamond，各物相在界面處互相的擴散，沒有明顯的分界。不同W摻雜量制備的DiamondCu復合材料的抗彎強度分別為211MPa、265MPa、327MPa、353MPa、358MPa；熱擴散系數(shù)分別為45mm2s、87mm2s、93mm2s、114mm2s、87mm2s；熱導率分別為