高导热金刚石/铝复合材料的高温高压制备

作     者：侯领 沈维霞 房超 张壮飞 张跃文 王倩倩 陈良超 贾晓鹏 HOU Ling;SHEN Weixia;FANG Chao;ZHANG Zhuangfei;ZHANG Yuewen;WANG Qianqian;CHEN Liangchao;JIA Xiaopeng

作者机构：郑州大学物理学院(微电子学院)材料物理教育部重点实验室河南郑州450001 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2020年第34卷第5期

页      面：91-99页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11704340,11804305) 河南省科技攻关项目(202102210198) 

主　　题：高温高压 粉末冶金法 复合材料 金刚石 镀钛 

摘      要：以纯铝为基体,使用体积分数为50%的200μm镀钛金刚石为填充材料,利用高温高压粉末冶金法在压力3 GPa、温度700℃条件下烧结10 min得到热导率为529 W/(m·K)的高导热金刚石/铝复合材料。通过光学显微镜和X射线衍射对镀钛金刚石的形貌和物性进行表征,并利用激光导热仪、扫描电镜和热膨胀仪对制备的金刚石/铝复合材料进行性能测试。研究发现,使用放电等离子体烧结制备的镀钛金刚石镀层成分主要是单质钛,并伴有少量碳化钛生成。通过对比在相同制备条件下没有经过镀覆处理的金刚石发现,使用镀钛金刚石能够有效提高金刚石/铝复合材料的热导率。同时,高温高压法能够制备全密度的金刚石/铝复合材料,有效提高铝基体与金刚石的界面结合,减少界面空隙,进而有效提高复合材料的热导率。相比真空热压、放电等离子体烧结、气压熔渗等常规方式,高温高压粉末冶金制备方式具有样品制备周期短(数分钟)的特点。此项研究有助于拓宽高导热复合材料的制备方式,同时能够扩大国内六面顶压机的产品种类,为其他金属基体导热复合材料的制备提供技术支持。