通过对反应结合的碳化预成型进行后氧化,提高Al/SiC复合材料的导热性
Xinping Lin1, Qiang Xu2, Tianyou Deng1
1Research and Development Center, BYD Company Limited, Dapeng District, Shenzhen, 518118, China.
Scientific reports
|July 18, 2024
概括
反应结合的碳化预成型的后氧化通过去除碳和改善界面可湿性来增强碳化 (Al/SiC) 复合材料的导热性. 这种方法优化了用于先进材料应用的热性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料 复合材料 复合材料
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 碳化 (Al/SiC) 复合材料对于需要高热导率的应用至关重要.
- 在制造过程中控制界面反应是优化复合材料性能的关键.
- 剩余的碳和像Al4C3这样的界面相可以降低热性能.
研究的目的:
- 开发反应结合碳化 (RS) 预成型的氧化后处理方法,以改善Al/SiC复合材料的制造.
- 调查这种处理对界面反应和导热性的影响.
- 优化Al/SiC复合材料的性能,包括导热率,热膨胀系数,曲强度和扬模.
主要方法:
- 使用氧化后RS预成型的真空压透制造Al/SiC复合材料.
- 传统烧结和反应烧结的比较,以了解界面反应控制.
- 界面相的表征,可湿性,以及由此产生的热力学特性.
主要成果:
- 氧化后有效地从SiC颗粒表面中去除剩余碳,防止Al4C3的形成.
- 在SiC颗粒上形成SiO2沉积物,增强湿透性并降低热阻.
- 与未经处理的样本相比,后氧化样本的导热率增加了6.5%.
- 优化的复合材料实现了237.3 W/m·K的导热率,8.5 × 10−6 °C的热膨胀系数,325 MPa的曲强度和75.9 GPa的模量.
结论:
- 对RS预成型的后氧化是一种制造高性能Al/SiC复合材料的有效策略.
- 该处理成功地减轻了有害的界面反应,并提高了导热性.
- 优化的Al/SiC复合材料显示出适用于苛刻的热管理应用的极佳潜力.
