不同粒径TiB2/Cu复合材料热传导模拟与实验

• 作者: 冯江 国秀花 宋克兴 张祥峰 林焕然 王旭
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: TiB2/Cu复合材料 ANSYS有限元分析 不同粒径 热导率 热膨胀系数
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 金属和陶瓷基复合材料
• 页码范围: 2534-2542
• 页数: 9页
• 分类号: TB331
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200224.003

摘要

采用ANSYS对不同粒径TiB2/Cu复合材料热传导过程进行模拟.采用粉末冶金法制备了不同粒径TiB2增强的Cu复合材料,采用LINSEIS LFA1600激光导热仪测试了室温至280℃下的TiB2/Cu复合材料热传导性能变化,并与模拟结果进行对比.结果 表明:热导率模拟结果与实验结果吻合较好.在50～200℃之间,复合材料热导率变化不大,在6％～9％范围内波动.200℃之后,模拟值与实验值均呈现出随温度升高而增大的趋势,且吻合度较高.这是由于温度低于200℃时,在模拟过程中未考虑材料界面处两相不同热膨胀系数的影响,导致模拟值与实验值有较大的差异.当温度高于200℃时,模拟值和实验值吻合程度趋于稳定.在200℃时,由于两相热膨胀系数的影响,复合材料内部界面处等效应力大于Cu基体屈服强度,使其发生塑性变形,从而引起热导率发生较大幅度变化.此外,热导率随着TiB2粒径的增大呈现出先提高后降低的趋势,在10 μm时达到最大.这是由于当颗粒直径小于临界平均直径时,颗粒直径的增大会减少界面数量,从而降低界面热阻.当颗粒直径大于临界平均直径时,平均自由程l的急剧增加导致热导率降低.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宋克兴		118	752	14.0	20.0
2	国秀花		36	290	9.0	15.0
3	王旭		25	39	3.0	5.0
4	张祥峰		2	0	0.0	0.0
5	冯江		8	36	4.0	6.0
6	林焕然		2	0	0.0	0.0