高导热金刚石/铝复合材料的高温高压制备

• 作者: 侯领 张壮飞 张跃文 房超 沈维霞 王倩倩 贾晓鹏 陈良超
• 来源期刊: 高压物理学报
• 关键词: 高温高压 粉末冶金法 复合材料 金刚石 镀钛
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 新材料合成
• 页码范围: 91-99
• 页数: 9页
• 分类号: O521.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11858/gywlxb.20200514

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.