硅碳棒高溫?zé)崽幚碛绊憻釋?dǎo)率
2023-10-19 12:54:52 點擊：
改善硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料的密度和晶粒尺寸可以進(jìn)一步提高復(fù)合材料的性能。具有較高密度的硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料往往具有較高的熱導(dǎo)率，而細(xì)化硅碳棒晶粒將降低其熱導(dǎo)率。一方面，可通過熱處理促進(jìn)硅碳棒晶粒長大，獲得更高結(jié)晶度的硅碳棒，進(jìn)而提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率;另一方面，隨著熱處理的進(jìn)行，硅碳棒基體與熱解炭的非晶態(tài)界面區(qū)域增加，進(jìn)而降低復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。
探究了熱處理溫度對中間相瀝青基碳纖維增強(qiáng)硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響，對制備得到的復(fù)合材料進(jìn)行熱處理(1650 0C-2 h)，如圖7所示，復(fù)合材料面內(nèi)熱導(dǎo)率從112.42提高到142.49 W/(mK),厚度熱導(dǎo)率從38.89提高到43.49 W/(m}K)。
對反應(yīng)熔滲制備的高體積分?jǐn)?shù)的金剛石一硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料(金剛石體積分?jǐn)?shù)為39%)進(jìn)行1600 0C-1.5 h的硅碳棒高溫?zé)崽幚?，熱?dǎo)率較未處理前降低了15 W/(m}K)，這是由于經(jīng)硅碳棒高溫?zé)崽幚砗?，金剛石一硅碳棒界面厚度有所增?如圖2 (g)所示)，界面熱阻增大，從而降低復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。
研究了金剛石顆粒增強(qiáng)硅碳棒復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)理。如圖8所示，在界面區(qū)域的金剛石顆粒周圍有一層薄薄的石墨層，可能是在反應(yīng)熔滲(Reactive Metal Infiltration, RMI)制備硅碳棒陶瓷基復(fù)合材料的過程中，金剛石石墨化以及無定形碳的轉(zhuǎn)化形成的。研究表明，碳的溶解和飽和過程是復(fù)合材料界面附近伴有大量層錯納米硅碳棒晶體形成的主要機(jī)制，揭示了隨著熱處理溫度升高，界面熱阻增加和復(fù)合材料熱導(dǎo)率下降的原因。zsrider.com
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