金刚石粒径对金刚石/Cu-B合金复合材料热物理性能的影响
Effect of diamond particle size on thermophysical properties of diamond/Cu-B alloy composites
王熹 1康翱龙 1焦增凯 2康惠元 1吴成元 2周科朝 2马莉 2邓泽军 1王一佳 3余志明 1魏秋平4
作者信息
- 1. 中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083
- 2. 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083
- 3. 中南大学高等研究中心,长沙 410083
- 4. 中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083
- 折叠
摘要
采用Cu-B合金为基体,选用粒径分别为110、230、550μm的金刚石颗粒作为增强体,利用气压熔渗工艺在1 100℃、10MPa气体压力下制备金刚石/Cu-B合金复合材料,研究金刚石颗粒粒径对复合材料组织结构、界面相分布及热物理性能的影响.结果表明,随着金刚石粒径的增大,复合材料热导率上升,热膨胀系数减小,复合材料界面处硼碳化合物含量增加,界面结合情况得到改善.由金刚石颗粒粒径为550 μm时,复合材料热导率最高,可达680.3 W/(m·K),热膨胀系数最小,为4.905 × 10-6K-1,符合高效热管理器件对金刚石/金属基复合材料的热物理性能要求,在电子产品散热器件方面具有良好的应用前景.
Abstract
Using copper-boron alloy as the metal matrix and different-sized diamond particles through 110 μm,230 μm to 550 μm as reinforcement,the diamond/copper-boron alloy composites were prepared via gas pressure infiltration technology under 1 100 ℃ and 10 MPa gas pressure.The influences of the size of diamond particles on the configura-tion,interlayer phase distribution,and thermophysical properties of the composites were investigated.The results show that with the increase of particle size,there is a benefit of better interface bonding,and the thermal conductivity of the diamond/copper-boron composite is enhanced while the thermal expansion coefficient decreases.When the diamond particle size is 500 μm,the best performance of the composite is obtained.The thermal conductivity is 680.3 W/(m·K),and the thermal expansion coefficient increases from 4.095×10-6 K-1 to 7.139×10-6K-1.
关键词
热导率/金刚石粒径/气压熔渗/热膨胀系数/金刚石/Cu-B复合材料Key words
thermal conductivity/diamond particle/gas pressure infiltration method/thermal expansion coefficient/diamond/copper-boron composite material引用本文复制引用
基金项目
国家重点研究发展计划(十四五)(2021YFB3701800)
国家自然科学基金(52071345)
国家自然科学基金(51874370)
国家自然科学基金(51601226)
广东省重点研究开发项目(十三五)(2020B01085001)
湖南省高新技术产业科技创新引领计划(2022GK4037)
湖南省高新技术产业科技创新引领计划(2022GK4047)
湖南省教育厅科研项目(20C0037)
出版年
2024
国家科技期刊平台
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