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不同粒徑的金剛石以及硅碳棒粉混合后壓制成坯

2023-10-15 12:16:33     點(diǎn)擊:

       借助反應(yīng)熔滲(Reactive Metal Infiltration, RMI)工藝,制備了金剛石體積分?jǐn)?shù)為12%(RBSD1),17%(RBSD2), 27%(RBSD3), 39%(RBSD4)的致密金剛石一硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料,如圖2示。復(fù)合材料熱導(dǎo)率與金剛石體積分?jǐn)?shù)密切相關(guān),當(dāng)金剛石體積分?jǐn)?shù)從12%增加到39%時(shí),復(fù)合材料室溫?zé)釋?dǎo)率從249 W/(mK)提高到329 W/(mK)采用液相滲硅(Liquid  SiliconInfiltration, LSI)或者硅合金工藝制備了高體積分?jǐn)?shù)硅一金剛石一硅碳棒復(fù)合材料(金剛石體積分?jǐn)?shù)55 %79%,硅碳棒體積分?jǐn)?shù)3 %36%,硅或者硅合金體積分?jǐn)?shù)4%-23 %),熱導(dǎo)率在336432 W/(mK)范圍。

        利用1600℃氣相滲硅工藝(VaporSilicon Infiltration, VSI)制備了金剛石一硅碳棒復(fù)合材料,當(dāng)金剛石體積分?jǐn)?shù)為46%時(shí),復(fù)合材料熱導(dǎo)率最高為562 W/(mK); 經(jīng)1650℃氣相滲硅,制備了熱導(dǎo)率為518 W/(mK)的金剛石一硅碳棒復(fù)合材料,其熱導(dǎo)率隨著金剛石、硅碳棒體積分?jǐn)?shù)的增加而增大,較大尺寸且表面粗糙的金剛石顆粒有利于硅蒸汽的附著沉積進(jìn)而形成碳硅;研究了金剛石一硅碳棒復(fù)合材料的反應(yīng)熔滲機(jī)制,認(rèn)為熔融硅的爆炸蒸發(fā),固體體積膨脹以及反應(yīng)過程中的熱量釋放是導(dǎo)致復(fù)合材料致密的關(guān)鍵因素,制備的金剛石一硅碳棒復(fù)合材料密度為3.33 g/cm3,熱導(dǎo)率為580 W/(mK)分別利用酚醛樹脂(Phenol Formaldehyde Resin, PF)和纖維素(Cellulose)作為茹合劑,與不同粒徑的金剛石以及硅碳棒粉混合后壓制成坯,最后經(jīng)無壓滲硅(Pressureless Silicon Infiltration)制備出熱導(dǎo)率為500 W/(mK)的高導(dǎo)熱金剛石一硅碳棒散熱件。zsrider.com

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