高导热c_c复合材料的发展现状_孔清

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1、高导热C/C复合材料的发展现状孔清樊桢余立琼冯志海(航天材料及工艺研究所，先进功能复合材料技术重点实验室，北京100076)文摘高导热C/C复合材料具有高热导率、低密度、低热胀系数和高温下高强度等性能，成为近年来最具发展前景的散热材料之一。本文综述了国内外高导热C/C复合材料的发展现状，分析了C/C复合材料的热物理性能及影响其热导率的因素，介绍了C/C复合材料的导热机理、碳纤维、基体炭的导热性能，以及高导热C/C复合材料的制备和改性等。关键词C/C复合材料，热导率，碳纤维，导热机理+中图分类号:TQ342．74DOI:10．3969/j．issn．1007－2330．2014．

2、01．002ProgressofHigh-ThermalConductivityCarbon/CarbonCompositesKONGQingFANZhenYULiqiongFENGZhihai(ScienceandTechnologyonAdvancedFunctionalCompositesLaboratory，AerospaceＲesearchInstituteofMaterials＆ProcessingTechnology，Beijing100076)AbstractCarbon/carboncompositesareattractivecandidatesforhea

3、tdissipationduetotheirhighthermalcon-ductivity，lowdensity，lowdilatabilityandexcellentmechanicalproperties．Thepapersummariestheresearchanddevelopmentofhigh-thermalconductiveC/Ccompositesdomesticandoverseas，thethermophysicalpropertiesofC/Ccompositesandthefactorsaffectingonthermalconductivityar

4、ediscussed．ThethermalconductivemechanismofC/Ccomposites，carbonfibersandmatrixcarbonareintroduced，andthepreparationandmodificationofC/Ccompositesarealsorecommended．KeywordsC/Ccomposites，Thermalconductivity，Carbonfiber，Thermalconductivemechanism0引言等相匹配，以避免芯片的热应力损坏，同时要求材料随着科学技术的迅猛发展，散热成为许多领域发具有

5、高导热性能可将组件运行时产生的大量热及时［10］展的关键技术。航天飞行器热控系统的电子设备趋导出，因此热导率大于300W/(m·K)且具有与半于小型高效化、质量轻质化、结构紧凑化，运行过程中导体材料相匹配的新型封装材料越来越成为目前的［11］会产生和积累大量的热量，对所用材料有着特殊而苛研究热点;大型计算机、笔记本电脑的CPU及许［1］刻的要求;卫星等空间飞行器的大面积薄板结构、多民用电器装置性能的不断提升以及元件集成度的导弹鼻锥体、固体火箭发动机喷管等航天领域工作较提高，使系统产生的热量骤增，这些热量若不能被及严峻的部位及核聚变堆用面对等离子体材料，需要材时导出，电子器件的正

6、常工作及系统的稳定性就会受［12］料具有质量轻、热导率高、力学性能良好等优异的综到严重影响。另外，在某些大型车辆的发动机排［2－8］合性能;高超声速飞行器在邻近空间长时间飞气管设计中，为了将发动机产生的热量排出到车体行驻点温度高、热应力突出，需要高导热材料及时对外，保证车辆行驶安全，要求排气管沿轴向的热导率热量进行转移，从而简化防热设计，增加飞行器稳定高，而沿径向的热导率很低。［9］性;相控阵雷达核心部件T/Ｒ组件所用封装材料相比于传统的散热金属材料，高导热C/C复合不仅要求材料的热胀系数(CTE)要与芯片材料如Si、材料具有优异的低密度、高导热、低热胀系数和独有砷化镓(GaA

7、s)以及陶瓷基板材料如Al2O3、BeO、AlN的高温高强度等性能成为目前最佳的高导热候选材收稿日期:2013－11－22基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)，“高导热碳/碳复合材料结构设计与实现机制”(2011CB605802)作者简介:孔清，1986年出生，硕士，主要从事C/C复合材料的研究工作。E－mail:kongq703@163．com通讯作者:冯志海，1965年出生，研究员，主要从事烧蚀防热复合材料的研究．E－mail:fengzhh2006@sina．com—16—