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《浸金属碳石墨复合材料的导热系数 1998.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、炭素附浸金属碳石墨复合材料的导热系数徐成发巴力学徐红军,,中国科学院金属研究所沈阳,提出,摘要研究了浸金属碳石墨复合材并的导热来数了网络导热模型并由此给出了确定浸全属破石黑复合材料导热来数的计界方法。关键词导热来数网络模型浸金属破石墨复合材料碳石墨材料机械密封论计算结,果与实验结果相差较大说明此前言时不能把浸金属碳石墨复合材料看作是颗浸金属碳石墨复合材料是利用等静压粒增强复合材料。技术,将熔融金属浸入到碳石墨基体中而为了更准确地计算浸金属碳石墨复合制成的一种新型复合材料,该材料具有耐材料的导热系数本文对浸金属碳石墨复,,,高温耐摩擦耐
2、腐蚀等优良性能因此被合材料的导热模型进行分析,并提出计算广泛应用于高温机械密封和电机电刷等领该材料导热系数的计算方法。域中。该材料的导热系数是工程设计必不,因导热模型可少的重要参数之一此理论计算该材料的导热系数具有特别重要的意义。麦氏假设颗粒增强复合材料的第二相〔,一〕许多学者研究了颗粒增强复合材,,为球形且均匀分布在基体中提出了计算料的导热系数与基体及颗粒的导热系数的颗粒增强复合材料导热系数的公式如下关,系并由此导出了计算颗粒增强复合材,料导热系数的理论计算公式其理论计算一,。一一,结果与实验测量结果符合得较好对,于浸金属碳石墨复合
3、材料通常碳,石墨基体的导热系数小于第二相金属的导式中一基体的导热系数热系数。当碳石墨基体的导热系数不是远一颗粒的导热系数,用复合材料的导热系数小于第二相金属的导热系数时下述计一,一算公式计算该材料的导热系数其理论计颗粒的体积百分数,对于大部分颗粒增强复合材料式算结果与实验测量结果符合的较好说明可以把浸金属碳石墨复合材料看作颗粒增的理论计算结果与试验测量结果符合得较。,。强复合材料但是当碳石墨基体的导热系好,,,数远小于第二相金属的导热系数时用下在式中如果远大于则有,述计算公式计算该材料的导热系数其理冲炭一,,户‘料属于多孔材料且孔隙之
4、间互相连通当一,金属浸人碳石墨基体中后碳石摄基体中即当顺粒的导热系数远大于基体的导,的孔隙被金属填充并形成互联网络相当,热系数时顺粒增强复合材料的导热系数,。于部分联通情形见图图中白色部分为仅由基体的导热系数和顺粒的体积百分数,,,,金属灰色部分为碳石墨基体黑色部分是决定而与软粒的导热系数无关这是软粒。由于抛光时碳石墨基体脱落形成的对于增强复合材料所具有的特征。,,导热来说既有并联模型的贡献又有串联,我们考虑复合材料的两个极端情形,模型的贡献因此浸金属碳石墨复合材料,。即串连模型和并连模型见图对于串联。的导热模型属于网络模型,模型其复
5、合材料的导热系数为一’,一干犷对,于并联模型其复合材料的导热系数为一,斗,式中和分别为第一相和第二相的导热系数,为第二相的体积百分数导热方向导热方向图浸金属簇石圣复合材杆金相图川日川川川为了理论计算浸金属碳石墨复合材料,的导热系数考虑到该材料本身的网络结构,特性本文提出计算公式如下一一式中二浸金属碳石墨复合材料的导热系数申联模迫下并联模型。一由麦氏公式计算的导热系数图串联模型和并联模型示意图,一碳石墨基体的导热系数在式描述了两相在热传导方向上一第二相金属的导热系数,。互相隔离即完全不连通的情形对于串联一第二相金属的体积百分数,模型由式
6、可以看出当任一相的导热。一网络系数,系数趋于无穷大时其复合导热系数取决式就是理论计算浸金属碳石墨复于,,。另一相的导热系数而当任一相为零时合材料导热系数的公式已知石墨基体导。,,其导热系数亦为零在式描述了两相在热系数第二相金属的导热系数第。,热传导方向上为完全连通的情形对于并二相金属的体积百分数和网络系数,联模型由式可以看出当任一相的导就可由式计算出浸金属碳石墨复合材,。热系数趋于无穷大时其复合导热系数亦料奴导热系数,,,趋于无穷大而当任一相为零时其导热系由式和式可以看出如果远。,数取决于另一相的导热系数大于则有浸金属碳石墨复合材料是
7、利用等静压岛,即当第二相金属的导热系数远大于碳技术将熔融金属浸人到碳石墨基体中而。,制成的一种新型复合材料由于碳石墨材石墨基体的导热系数时浸金属碳石墨复冲合材料的导热系数仅由第二相金属的导热系数来决定,并实验结果和第二相金属的导热系数成正比,这是浸金属碳石皿复奋材料所具由于碳石墨材料在不同的热处理温度,·络模型所。有的特征也是网具有的特征颐下具有不同的导热系数并且随着热处理。粒模型与网络模型的比较见图。温度的提高而增大我们首先对碳石墨材,料进行不同温度下的热处理并测量其表,观导热系数再利用式计算碳石墨基体获垃棋型二网络棋觅的导热系数然
8、后利用等静压技术对碳石吕、出一一,墨基体进行浸银处理从而制得浸银碳石墨复合材料然后再测量该材料的导热系数最后利用麦氏提出的公式和本文提出的公式进行理论计算并与实验结果进行比妇‘‘‘,。较见图杯℃,样品的热处理温度为其碳图
