热冲击对金刚石/铜复合材料的热学性能影响

• 作者: 尹法章 张习敏 白智辉 范叶明 郭宏 韩媛媛
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 工学
• 关键词: 金刚石/铜复合材料 界面 热冲击 热导率 热膨胀系数
• 年，卷（期）: 2013,（5）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 840-844
• 分类号: TB333
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-7076.2013.05.024

摘要

采用压力浸渗和超高压熔渗法制备不同界面状态的金刚石/铜复合材料,分析界面状态对热学性能的影响,重点研究在-65～125℃和-196 ～ 85℃两种热冲击载荷下,循环100周次后材料的热导率和热膨胀系数的变化规律.结果表明:通过添加Cr元素的Dia/CuCr和使用超高压制备的EHV-Dia/Cu,材料的界面状态得到了改善;界面强度的提高,有利于获得高热导率,低热膨胀系数的复合材料.Dia/Cu的热导率仅有459.1 W.m-1.K-1,而EHV-Dia/Cu高达678.2 W·m-1.K-1,Dia/CuCr则为529.7 W·m-1·K-1.-55 ～125℃的热冲击条件下,Dia/Cu,Dia/CuCr,EHV-Dia/Cu的热导率保持良好的稳定性,变化在2.5％以内.而在-196～85℃的热冲击条件下,Dia/Cu由于界面结合力弱,在热应力的作用下热导率急剧下降;Dia/CuCr和EHV-Dia/Cu则表现出了良好的抗热冲击能力,循环后热导率仅下降3％左右.Dia/Cu和Dia/CuCr的初始热膨胀系数分别为8.45 ×10-6 K-1和6.93×10-6 K.-1,Cr元素的添加使得界面结合强度提高,低膨胀系数的金剐石对高膨胀系数的基体约束力增加,使得热膨胀系数明显下降.在两种热冲击实验条件下,Dia/Cu的热膨胀系数基本保持不变,Dia/CuCr分别上升6.64％和7.22％.