铜复合材料热导率的影响

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1、万方数据材料热处理技术Material&HeatTreatment2010年9月合金化Ti对浸金属础铜复合材料热导率的影响高媛，胡锐，李金山，寇宏超(西北工业大学材料学院，陕西西安710072)摘要：在基体中添加少量活性Ti，采用无压浸渗工艺制备碳纤维细编穿刺织物／铜复合材料(C／Cu)，并利用XRD、SEM和EDS等检测手段对复合材料的微观组织和界面特性进行研究，并对复合材料的热导率进行测定。结果表明，在铜基体中加入有助于强碳化物形成的Ti，可有效提高铜及铜合金与碳的自发润湿性，实现了采用无压浸渗工艺制备C／Cu复合材料；随温度的升高复合材料热导率增加：当Ti含量在3％～5％时，复合

2、材料热导率随Ti含量的增加而增大；当Ti含量超过5％时，复合材料热导率随Ti含量的增加而降低，说明Ti含量对复合材料热导率有显著影响。关键词：碳纤维细编穿刺织物；Cu基复合材料；无压浸渗；热导率中图分类号：TB331文献标识码：A文章编号：1001-3814(2010)18·0106-03EffectsofAlloyingTionThermalConductivityofC／CuCompositePreparedbyPressurelessInfiltrationGAOYuan，HURui，LIJinshan，KOUHongchao(DepartmentofMaterials，Noah

3、wes抛rnPolytechnicalUnweary,Xi"art710072，China)Abstract；C／Cucompositereinforcedbyfineweavepierced白bricsofcarbonfiberwassuccessfullysynthesizedbypressurelessinfiltrationinthepresenceofaddingTiintocoppermatrix．ThemicrostructureandinterfacecharacteristicsofthecompositewereanalyzedbyXRD，SEMandEDS．Mea

4、nwhile，thethermalconductivityofthesamplesweretested．TheresultsshowthatthewettabilityofcoppermatrixwithcarbonfibercouldbeobviouslyimprovedduetotheadditionofTi．Thecompositepreparedbypressurelessinfiltrationbecomesavailable．nethermalconductivityofthecompositeincreaseswiththeincreaseoftemperaturewhe

5、nthecontentofTiisfrom3％to5％．butitrapidlydecreases埘mthecontentofTiabove5％．Keywords：fineweavepiercedfabricsofcarbonfiber；coppermatrixcomposite；pressurelessinfiltration；thermalconductivi哆浸金属C／Cu复合材料由于具有良好的导热、导电能力、优良的耐磨减摩性及良好的耐电弧烧蚀和抗熔焊性能．在电子元件材料、触头材料、集成电路散热板及耐磨器件等领域有着良好的应用前景[·捌。碳纤维除具备一定的导电导热性外，还具有本身

6、强度与弹性模量高的特点，对提高材料综合性能的效果明显．但由于碳纤维与铜的润湿性差【4J，普通方法难以制备界面结合良好的C／Cu复合材料。因此本文以碳纤维细编穿刺织物为预制体．从合金化角度出发，在基体金属中添加活性元素Ti，通过其界面反应改善增强体与基体的界面润湿性。采用无压浸渗工艺制备C／Cu复合材料。分析了界面及Ti含量对C／Cu复合材料热导率的影响规律。收稿日期：2010-02．09作者简介：高嫒(1986一)，女，内蒙古巴彦淖尔人，硕士，主要从事铜基复合材料的制备及性能研究：电话：029—88493484；E—mail：cngaoyuan@163．com1实验材料与方法实验用基体

7、合金为CuTi合金，其中Ti含量(质量分数，％)分别为3、4、5、6、10。Cu取材于电解铜板。Ti取材于高纯钛板．基体合金采用高真空电弧熔炼设备进行制备。预制体选用碳纤维细编穿刺织物，其轴向热导率17W／(m·K)，径向热导率6．5W／(m·K)，体积密度O．96gCcm3，纤维体积含量54．55％。浸渗试验在高真空液相浸渗设备上进行．将织物装入石墨坩埚，合金锭采用上置法置于织物之上。然后将装好样品的石墨坩埚放入浸渗设备中，抽真空并加热，在1