陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料導(dǎo)熱性質(zhì)的影響
2023-10-18 10:07:32 點擊：
用600 W/(mK)的中間相瀝青基碳纖維(TC-HC-500)，酚醛樹月氣相沉積和反應(yīng)熔滲工藝(如圖旨為碳源，經(jīng)化學(xué)到面硅碳棒內(nèi)熱導(dǎo)率為112.42 W/(mK),所示)，制備得厚度熱導(dǎo)率為38.89 W/(mK)的高導(dǎo)熱硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料。此外，為探究反應(yīng)熔滲溫度對高導(dǎo)熱硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料導(dǎo)熱性質(zhì)的影響，通過控制反應(yīng)熔滲過程中的氣一液反應(yīng)機制控制硅碳棒晶須生長，使1600℃反應(yīng)熔滲制備的硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料面內(nèi)熱導(dǎo)率和厚度導(dǎo)熱率進一步提高到203.00和39.59 W/(mK)。
以短切中間相瀝青基碳纖維為增強體，硼化錯、硅碳棒、硼化鉛等陶瓷粉末為基體，利用熱壓工藝，分別制備了熱導(dǎo)率為104.7和93.8 W/(mK)slJ硼化錯一硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料和硼化鉛一硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料，硅碳棒復(fù)合材料熱導(dǎo)率隨著纖維體積分?jǐn)?shù)增大而降低。
作為一種新型碳材料，中間相瀝青基碳纖維以其優(yōu)良的熱物理性能而得到廣泛應(yīng)用，但其模量較高，石墨化后質(zhì)地較脆，厚度方向需借助輔助工藝進行穿刺編排，無法形成三維連續(xù)預(yù)體。中間相瀝青基碳纖維增強硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料特殊的幾何結(jié)構(gòu)特點，使其性能各向異性。
固體和界面熱傳輸?shù)亩喑叨饶M表明，聲子輸運主導(dǎo)的傳熱是多尺度的，聲子將與不同特征尺寸的結(jié)構(gòu)相互作用而發(fā)生聲子散射，削弱材料的熱輸運能力，如點缺陷、位錯、層錯、孿晶邊界、孔隙以及各種微結(jié)構(gòu)等。
采用化學(xué)氣相沉積(Chemical VaporDeposition, CVD)工藝在熱解炭(Pyrolytic Carbon,PyC)表面沉積碳納米管(Carbon Nanotubes, CNTs)用于改善熱解炭基體與硅碳棒的界面結(jié)合，結(jié)果表明，800℃沉積20 min，使用體積分?jǐn)?shù)為15%的乙烯氣體沉積的碳納米管增強硅碳棒陶瓷基硅碳棒復(fù)合材料的性能最好(抗彎強度466 MPa，熱導(dǎo)率17.2 W/(mK)。zsrider.com
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