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石墨 - 金属导热复合材料研究简述

石墨 - 金属导热复合材料研究简述. 王栋 | 2013.11.29. 目录. 背景及意义. 研究的背景及意义. 常用封装材料的性能. 研究的 背景及 意义. 热传导机理. 声子传热机理. 德拜理论 (Debye’s law). 石墨微观晶体结构. 影响热导率的因素. 热传导模型. Maxwell-Eucken (M-E) 模型. 各相体积分数对颗粒增强基体复合材料热导率的影响模型. Hasselman -Johnson(H-J) 模型. 界面热阻对复合材料热导率的影响. 热膨胀. 热膨胀理论模型. (a). 混合 定律 (ROM) 模型

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Presentation Transcript

  1. 石墨-金属导热复合材料研究简述 王栋|2013.11.29

  2. 目录

  3. 背景及意义

  4. 研究的背景及意义 常用封装材料的性能

  5. 研究的背景及意义

  6. 热传导机理

  7. 声子传热机理 德拜理论(Debye’s law) 石墨微观晶体结构

  8. 影响热导率的因素

  9. 热传导模型 • Maxwell-Eucken (M-E)模型 各相体积分数对颗粒增强基体复合材料热导率的影响模型 • Hasselman-Johnson(H-J)模型 界面热阻对复合材料热导率的影响

  10. 热膨胀

  11. 热膨胀理论模型 • (a).混合定律(ROM)模型 • 主要适应于基体的弹性模量较小，基体与增强体颗粒之间不存在相互变形约束作用的情况

  12. 热膨胀理论模型 • (b). Turner模型 • 主要考虑了显微应力不会造成微裂纹的产生，复合材料内部各组相变形程度一样，且所有的微观应力均是拉应力和压应力(忽略界面的剪切应力)。 • B代表体积模量

  13. 热膨胀理论模型 • (a).Kerner模型 • 考虑增强体颗粒与基体之间的界面结合和剪切应力作用的影响 • G代表剪切模量

  14. 热膨胀系数理论

  15. 研究现状 Reference Hutsch T, Schubert T, Weissgaerber T, et al. Graphite metal composites with tailored physical properties [J]. Emerging Materials Research, 1(2): 107-114. Hutsch T, Schubert T, Schmidt J, et al. Innovative Metal-Graphite Composites as Thermally Conducting Materials [C] //Proceedings of the Powder Metallurgy World Congress & Exhibition. PM2010. 2010: 361-368.

  16. 研究现状 Reference Chen J K, Huang I S. Thermal properties of aluminum–graphite composites by powder metallurgy [J]. Composites Part B: Engineering, 2013, 44(1): 698-703.

  17. 研究现状 Reference 武高辉, 李文君, 陈国钦, 姜龙涛, 张强, 康鹏超, & 苟华松. (2013). 一种定向高导热低膨胀石墨铝复合材料及其制备方法. 周聪, 陈哲, 王浩伟. (2013). 高导热石墨高硅铝基复合材料及其制备工艺.

  18. 本研究工作方法 金属铝/铜 强碳化元素 B/Cr/Si/Ti • 表面改性后的石墨粉体 金属-石墨复合导热材料 石墨粉体 热压烧结/气压熔渗/压力熔铸 熔盐法真空控制烧结 • SEM、XRD表征 • 测热导率、热膨胀系数

  19. 鳞片石墨表面覆硼处理

  20. 鳞片石墨表面覆硅处理

  21. 石墨-铝基复合材料 • 不同石墨含量的石墨-铝基复合材料的热导率

  22. 预期的研究成果

  23. 谢 谢 !

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