镀层对金刚石/玻璃复合材料性能的影响

为满足现代电子工业日益增长的散热需求,急需研究和开发新型高导热陶瓷(玻璃)基复合材料,而改善复合材料中增强相与基体的界面结合状况是提高复合材料热导率的重要途径.本文在对金刚石和镀Cr金刚石进行镀Cu和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了不同的金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合状况,测定了复合材料的热导率.实验结果表明:复合材料中金刚石颗粒均匀分布于玻璃基体中,Cu/金刚石界面和Cr/Cu界面分别是两种复合材料中结合最弱的界面;复合材料的热导率随着金刚石体积分数的增加而增加;金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而降低,由于镀Cr层实现了与金刚石的化学结合以及Cr在Cu层中的扩散,镀Cr金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而增加.当金刚石粒径为100μm、体积分数为70%及镀Cu层厚度为约1.59μm时,复合材料的热导率最高达到约91.0 W·m-1·K-1.     

镀钛金刚石增强玻璃基复合材料的性能

现代电子封装迫切需要开发新型高导热陶瓷(玻璃)基复合材料.本文在对镀钛金刚石进行镀铜和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合情况,测定了复合材料的热导率和热膨胀系数.实验结果表明:复合材料微观组织均匀,Ti/金刚石界面是复合材料中结合最弱的界面,复合材料的热导率随着金刚石粒径和含量的增大而增加,而热膨胀系数随着金刚石含量的增加而降低.当金刚石粒径为100μm、体积分数为70%时,复合材料热导率最高达到了40.2W·m-1·K-1,热膨胀系数为3.3×10-6K-1,满足电子封装材料的要求.     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

SPS方法制备铜/金刚石复合材料

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备出高体积分数的铜/金刚石复合材料,并对复合材料的致密度、热导率和热膨胀系数等进行了研究.结果表明,采用该方法制备的铜/金刚石复合材料微观组织均匀,致密度分布为94%～99%,最高热导率为305W.(m.K)-1,热膨胀系数与常见电子半导体材料相匹配,能够满足电子封装材料的要求.     

CeO_2对SiCp/Al-Si复合材料组织及性能的影响

采用粉末冶金法制备SiCp/Al-Si复合材料,以CeO2为变质剂,制备含CeO2的SiCp/Al-Si复合材料。研究CeO2的添加量(质量分数)对复合材料组织和力学性能的影响,探讨复合材料中CeO2在烧结过程中的作用机理。研究结果表明:添加CeO2可以有效提高复合材料的致密度和室温拉伸性能,复合材料的致密度和室温拉伸性能随CeO2添加量(质量分数:0%~1.80%)的增加先升高后降低,在CeO2的添加量(质量分数)为0.60%时出现峰值。随着CeO2添加量的增加,CeO2颗粒发生集聚长大。当稀土添加量(质量分数)为0.60%时,变质效果最好。此时,硅相的平均尺寸最小且形态明显球化,硅颗粒的平均直径从7μm下降到5μm以下。     

CeO2对 SiCp/Al-Si 复合材料组织及性能的影响

采用粉末冶金法制备 SiCp ／Al-Si 复合材料,以 CeO2为变质剂,制备含 CeO2的 SiCp ／Al-Si 复合材料。研究 CeO2的添加量（质量分数）对复合材料组织和力学性能的影响,探讨复合材料中 CeO2在烧结过程中的作用机理。研究结果表明：添加 CeO2可以有效提高复合材料的致密度和室温拉伸性能,复合材料的致密度和室温拉伸性能随 CeO2添加量（质量分数：0％～1．80％）的增加先升高后降低,在 CeO2的添加量（质量分数）为0．60％时出现峰值。随着 CeO2添加量的增加,CeO2颗粒发生集聚长大。当稀土添加量（质量分数）为0.60％时,变质效果最好。此时,硅相的平均尺寸最小且形态明显球化,硅颗粒的平均直径从7μm 下降到5μm以下。     

ZrO_(2p)/Ti-6Al-4V梯度热障复合材料层制备及组织性能

针对传统热障涂层陶瓷面层与金属基体结合强度较低的问题,提出ZrO_2颗粒增强金属基热障功能复合材料层结构,并采用激光熔注技术在Ti-6Al-4V基体表面实现制备.研究了复合材料层的物相组成及微观组织结构,测试了其热导率,结果表明:团聚ZrO_2颗粒在熔池中受到热应力作用与钛熔体的固溶分解作用,产生自外向内的离散行为;激光熔注的工艺特性导致复合材料层的不同区域出现明显的形貌特征差异,30~50μm ZrO_2颗粒体积分数沿深度方向梯度分布,1~3μm ZrO_(2-x)小颗粒在底部分布更为密集;复合材料层的有效热导率随着ZrO_2体积分数的增加而显著降低,最低降至3.4 W/(m·K).     

金刚石表面镀Ti对Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5/金刚石复合材料界面反应行为的影响

以Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5多主元合金粉末和表面镀覆Ti层的金刚石颗粒为原料,采用放电等离子烧结方法制备复合材料,研究Ti镀层对黏结相和金刚石的界面反应情况以及复合材料力学性能和磨损性能的影响。研究结果表明：金刚石表面镀覆Ti层后,界面处反应生成的TiC层更加连续致密,提高了金刚石磨粒与黏结相的界面结合强度,使得复合材料具有更高的横向断裂强度。金刚石表面镀覆的Ti层降低了烧结过程中金刚石的石墨化程度,保证摩擦过程中金刚石晶体的完整性和出露高度,提高了复合材料的磨损效率和磨耗比,同时降低了复合材料的体积磨损率。因此,金刚石表面镀覆Ti层可有效地提升多主元合金/金刚石复合材料的服役性能。     

镁颗粒在烧结过程中的变化方式及其对泡沫铝制备的影响

 研究了粉末冶金法制备泡沫铝材料过程中,提高可发泡预制坯致密度的方法.分析了预制坯制备过程中影响致密度的因素以及致密化过程;研究了烧结处理过程中烧结温度、烧结时间对预制坯内部组织结构及其致密度的影响.着重分析了烧结处理对Mg颗粒以及泡沫铝孔径结构的影响.对于粉末粒度为75~150μm的原料粉末来说,将在400MPa的压制压力下制备的预制坯进行450℃烧结处理2h以上,可提高预制坯的致密度并能够增加基体的连续性,烧结后Mg颗粒尺寸为原来的2~3倍.实验结果表明：采用冷压的方式,在400MPa的压力下,对经过450℃烧结2h后的预制坯进行发泡,可以得到孔径均匀、孔隙率高的泡沫铝材料.     

溶胶-凝胶抛光膜中磨料-基体界面结合强度分析

对粒径分别为40,3μm的金刚石磨料进行不同的表面处理,通过测量拉伸强度,以及扫描电子显微镜、红外光谱等方法分析表面处理对界面结合强度的影响.研究表明:在粒径为40μm的金刚石表面镀钛并氧化处理后,界面结合强度提升20%;在粒径为3μm的金刚石表面涂覆FeOOH,界面结合强度不会出现明显的变化.