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热加工工艺 2022年第10期51卷 65-68页

作者：宁越洋童幸生江南薛晨马洪兵江汉大学机电与建筑工程学院湖北武汉430056 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315200

对片层石墨表面进行化学镀镍处理,采用真空热压法制备镀镍片层石墨/铝复合材料。研究了镀镍片层石墨/铝复合材料的微观结构、摩擦磨损性能和热导率,并将其与球形石墨/铝复合材料进行比较。结果表明,镀镍能有效改善片层石墨和铝的界面结... 详细信息

对片层石墨表面进行化学镀镍处理,采用真空热压法制备镀镍片层石墨/铝复合材料。研究了镀镍片层石墨/铝复合材料的微观结构、摩擦磨损性能和热导率,并将其与球形石墨/铝复合材料进行比较。结果表明,镀镍能有效改善片层石墨和铝的界面结合;当石墨质量分数≥20wt%时,镀镍片层石墨/铝复合材料具备更低的摩擦系数和更好的散热能力;当石墨质量分数为30wt%时,镀镍片层石墨/铝复合材料摩擦系数低至0.16,其磨损量是球形石墨/铝复合材料磨损量的1/3左右,其热导率高达381 W/(m·K),是球形石墨/铝复合材料热导率的2.9倍,综合性能突出。

关键词：石墨/铝化学镀镍摩擦系数热导率固体自润滑材料

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高导热片层石墨/铝复合材料的制备与强化方法研究

高导热片层石墨/铝复合材料的制备与强化方法研究

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作者：曾凡坤江汉大学

学位级别：硕士

随着互联网的快速发展,电子产品需要处理的数据和命令越来越复杂,要求电子芯片具有更高的频率、更快的处理速度,这会带来很多热量,要求现代热管理系统需要具备更好的散热能力。石墨/铝复合材料是一种用于现代热管理系统的新型导热复合材... 详细信息

随着互联网的快速发展,电子产品需要处理的数据和命令越来越复杂,要求电子芯片具有更高的频率、更快的处理速度,这会带来很多热量,要求现代热管理系统需要具备更好的散热能力。石墨/铝复合材料是一种用于现代热管理系统的新型导热复合材料,具有很高的散热效率,但目前仍存在机械强度不足的缺点。本文的研究内容是采用不同的强化方法和制备方法,对石墨/铝复合材料进行力学性能强化,同时保证其仍具有较高的热导率。具体如下:(1)对片层石墨粉体表面进行镀层强化处理,提高石墨自身强度。利用石墨表面的镀层作为过渡区域,解决石墨和铝难以浸润的问题,减少气孔,提高强度。对石墨表面进行了镀硅(形成碳化硅纳米镀层)处理和镀镍处理,结果显示石墨表面出现242nm的碳化硅镀层和985 nm的金属镍镀层。两种镀层都能改善石墨和铝的界面结合,界面孔隙较少。在实验范围内,镀硅对石墨/铝复合材料的强化作用明显,高导热方向热导率从26843 W/(m·K)提升至32825 W/(m·K),抗弯强度从723MPa提升至905MPa;而镀镍的石墨/铝复合材料虽然表现出更好的抗弯强度,但导热能力被抑制。(2)在镀层强化的基础上,通过添加铜网来提高石墨/铝复合材料的机械强度。利用铜网的物理承载作用使石墨在铜网之间拥有良好的排列取向,铜网同时作为第二相增强体提高其抗弯强度。结果表明,添加铜网后,镀硅石墨/铝复合材料内部石墨取向变好,并形成石墨片高度聚集的结构,不仅提升了镀硅石墨/铝复合材料的抗弯强度,还在石墨体积分数较低时改善了镀硅石墨/铝复合材料的热导率。添加体积分数为40%的镀硅石墨时,复合材料热导率达512W/(m·K),抗弯强度高达127MPa,综合性能最优,测定出此时其热膨胀系数为14.4×10m/K。(3)在镀层强化的基础上,通过添加碳化硅颗粒制备了石墨/碳化硅/铝三元复合材料,来解决石墨/铝二元复合材料机械强度不足的缺点。探讨了碳化硅的粒径和添加量对石墨/碳化硅/铝三元复合材料导热系数和抗弯强度的影响,并建立了三相复合材料的导热模型。结果表明,添加碳化硅颗粒会一定程度降低复合材料在x-y平面内的热导率,但对力学性能的提升具有重大贡献。添加体积分数为12%的碳化硅时,这种三元复合材料的热导率仍能保持为521 W/(m·K),同时抗弯强度达到了121MPa,热膨胀系数为10.8×10m/K。

关键词：石墨/铝热导率抗弯强度热膨胀系数界面颗粒强化三元复合材料

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石墨/铝复合材料制备中的关键问题及其对策

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材料开发与应用 2016年第2期31卷 103-110页

作者：杨毅文黄英吴海伟付海涛西北工业大学理学院空间应用物理与化学教育部重点实验室陕西西安710129

石墨/铝复合材料一般需要在高温下制备,石墨颗粒或纤维与铝基体均会发生不同程度的润湿作用和界面反应,形成不同结构的界面。两相之间的润湿性和界面反应对复合材料最终的性能起重要的作用,深入研究润湿机理及有效控制界面反应是获得高... 详细信息

石墨/铝复合材料一般需要在高温下制备,石墨颗粒或纤维与铝基体均会发生不同程度的润湿作用和界面反应,形成不同结构的界面。两相之间的润湿性和界面反应对复合材料最终的性能起重要的作用,深入研究润湿机理及有效控制界面反应是获得高性能石墨/铝复合材料的关键。本文对石墨/铝复合材料的发展概况、制备工艺,制备过程中出现的界面问题、气孔缺陷等进行了分析与讨论,探讨了解决对策,展望了这种新型复合材料的应用前景。

关键词：石墨/铝复合材料润湿性界面

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