高导热鳞片石墨/2024Al组织与性能研究

编号：CPJS06533

篇名：高导热鳞片石墨/2024Al组织与性能研究

作者：秦俊杰 郭宏 张习敏

关键词： 鳞片石墨 复合材料 镀钛 热导率 抗弯强度

机构： 北京有色金属研究总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心

摘要： 以2024铝合金为基体、平均粒径100μm的高导热鳞片石墨为增强体,并对鳞片石墨表面镀钛,通过放电等离子烧结(spark plasma sintering, SPS),制备石墨体积分数为60%的高导热鳞片石墨/2024Al复合材料。烧结温度是540℃,烧结压力是50 MPa,烧结时间5 min。通过金相显微镜(OM)、 X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对未镀钛和镀钛鳞片石墨/2024Al复合材料的显微组织和成分进行了分析和表征,结果显示,复合材料中都没有有害相Al4C3的生成,镀钛鳞片石墨/2024Al复合材料具有更好的界面结合。测试其热导率、热膨胀系数以及抗弯强度,未镀钛和镀钛鳞片石墨/2024Al复合材料在沿鳞片石墨片层方向的热导率分别为398和368 W·m-1·K-1,变化不大;垂直于鳞片石墨片层方向的热导率分别为35和56 W·m-1·K-1,有较大提高。镀钛后,复合材料的热膨胀系数降低,抗弯强度为96 MPa,和未镀钛鳞片石墨/2024Al的抗弯强度37 MPa相比,有较大提高。对鳞片石墨表面镀钛,能够改善碳与铝的界面结合,提高鳞片石墨/2024Al复合材料的热物理与力学性能。