对钻石/复合材料的火花等离子烧结扩散结合与Cr介层的研究
Ying Zhou1, Daochun Hu2, Minghe Chen1
1College of Mechanical & Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 8, 2025
概括
火花等离子烧结 (SPS) 优化了使用中间层的钻石/铜复合材料的粘合. 最佳的参数产生无缺陷的接口,具有高剪切强度和热导率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 火花等离子烧结 (SPS) 是制造先进材料的关键技术.
- 铜矩阵复合材料在各种工程应用中具有显著的潜力.
- 扩散粘合对于提高复合材料性能至关重要.
研究的目的:
- 为了研究使用SPS与中间层的钻石/复合材料的扩散粘合.
- 评估过程参数对粘接接口微观结构和机械性能的影响.
- 确定在钻石/Cu复合材料中实现高质量的扩散粘合的最佳条件.
主要方法:
- 用火花等离子烧结 (SPS) 来进行扩散粘合.
- 剪切强度测试是为了评估机械性能而进行的.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 分析来检查接口微观结构.
- 系统地研究了间层厚度和SPS参数 (温度,时间,压力) 的变化.
主要成果:
- 切削强度表现出对间层厚度的依赖,在降低之前增加到最佳值.
- 增加粘合温度,保持时间和压力有效地减少了诸如裂和空隙等接口缺陷.
- 最佳的粘合条件 (10微米Cr间层,810°C,60分钟,10MPa) 导致了一个无缺陷的接口.
- 实现了139.89MPa的最大切削强度和700.97W/m·K的热导率.
结论:
- 这项研究成功地证明了通过SPS与Cr中间层的钻石/Cu复合材料的高质量扩散粘合.
- 优化的工艺参数对于最小化界面缺陷和最大化机械和热性能至关重要.
- 这些发现表明SPS在推进铜矩阵复合材料的应用方面具有重大潜力.
