高導(dǎo)熱鱗片石墨/2024Al組織與性能研究

編號：CPJS06533

篇名：高導(dǎo)熱鱗片石墨/2024Al組織與性能研究

作者：秦俊杰 郭宏 張習(xí)敏

關(guān)鍵詞： 鱗片石墨 復(fù)合材料 鍍鈦 熱導(dǎo)率 抗彎強度

機構(gòu)： 北京有色金屬研究總院國家有色金屬復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心

摘要： 以2024鋁合金為基體、平均粒徑100μm的高導(dǎo)熱鱗片石墨為增強體,并對鱗片石墨表面鍍鈦,通過放電等離子燒結(jié)(spark plasma sintering, SPS),制備石墨體積分?jǐn)?shù)為60%的高導(dǎo)熱鱗片石墨/2024Al復(fù)合材料。燒結(jié)溫度是540℃,燒結(jié)壓力是50 MPa,燒結(jié)時間5 min。通過金相顯微鏡(OM)、 X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對未鍍鈦和鍍鈦鱗片石墨/2024Al復(fù)合材料的顯微組織和成分進(jìn)行了分析和表征,結(jié)果顯示,復(fù)合材料中都沒有有害相Al4C3的生成,鍍鈦鱗片石墨/2024Al復(fù)合材料具有更好的界面結(jié)合。測試其熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)以及抗彎強度,未鍍鈦和鍍鈦鱗片石墨/2024Al復(fù)合材料在沿鱗片石墨片層方向的熱導(dǎo)率分別為398和368 W·m-1·K-1,變化不大;垂直于鱗片石墨片層方向的熱導(dǎo)率分別為35和56 W·m-1·K-1,有較大提高。鍍鈦后,復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)降低,抗彎強度為96 MPa,和未鍍鈦鱗片石墨/2024Al的抗彎強度37 MPa相比,有較大提高。對鱗片石墨表面鍍鈦,能夠改善碳與鋁的界面結(jié)合,提高鱗片石墨/2024Al復(fù)合材料的熱物理與力學(xué)性能。