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《Ch-BN層狀復(fù)合材料的界面層設(shè)計(jì)與制備》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、石墨材料作為早期蒸鍍金屬的蒸發(fā)源材料，只有許多優(yōu)良的性質(zhì)，如良好的耐尚溫性、熱穩(wěn)定性，良好的導(dǎo)電性，較好的抗熱蕊性能等。然而石皐材料在高溫下易氧化、易與蒸鍍的金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致繪堪開裂，影響使用壽命。六方BN與石墨具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，極為相似的熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率，優(yōu)良的耐冷熱循環(huán)沖擊特性，是最理想的熱匹配體系。而且BN對(duì)熔融金屬的耐腐蝕性也很好，具有良好的高溫電絕緣性和機(jī)械加工性能。如果將石墨與六方BN制成C/h?BN疊層狀復(fù)合材料，根據(jù)復(fù)合材料的加和性，C/h-BN材料可保持單相的性質(zhì)，同時(shí)具有兩者共同優(yōu)良的性質(zhì)，這樣為設(shè)計(jì)和制造新型的具有高耐熱沖擊性的熱匹配型的蒸發(fā)
2、源材料提供了極大的可能。本文采用熱壓燒結(jié)和SPS燒結(jié)兩種燒結(jié)技術(shù)制備了C/h-BN層狀復(fù)合材料,通過對(duì)石墨層與BN層之間的界面層進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究了燒結(jié)方式、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、BN層厚度、中間層成分等參數(shù)對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。在C/h?BN層狀復(fù)合材料的熱壓燒結(jié)研究中，BN的致密度隨著燒結(jié)溫度的升髙而增大，隨著燒結(jié)溫度的升高，材料界面結(jié)合狀態(tài)逐漸改善，層間出現(xiàn)了過渡區(qū)域。燒結(jié)溫度越高，層狀復(fù)合材料的層間結(jié)合強(qiáng)度越離；研究表明，過長的保溫時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性能不利，材料的抗熱震性能是隨著燒結(jié)溫度的升高是逐漸提髙的。采用SPS燒結(jié)技術(shù)制備了C/h?BN層狀復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，隨著
3、燒結(jié)溫度的升高，BN的致密度也是逐漸增加的。高溫下過長的保溫時(shí)間對(duì)BN致密度和材料界面結(jié)合不利。這可能與BN晶粒異常長大有關(guān)。隨著燒結(jié)溫度的升高，元素?cái)U(kuò)散加劇，過渡層的厚度越厚，材料的層間界面結(jié)合強(qiáng)度升高，石墨層與BN層結(jié)合的越好。試樣的抗熱震性能在保溫較短的時(shí)間內(nèi)隨著燒結(jié)溫度的升高也是逐漸增加的。而在保溫較長的時(shí)間（15min）內(nèi)，試樣的抗熱震性能先增加后減小。試樣隨著BN厚度的增加，其界面的結(jié)合狀況是逐漸劣化的。研究表明，適當(dāng)?shù)闹虚g層有利于C/h?BN層狀復(fù)合材料的層間結(jié)合。中間層的材料體系為A1-BN混合物。采用中間層鋁含量為20wt%、40wt%、60wt%、80
4、wt%的試樣進(jìn)行燒結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在鋁含雖較低情況下，中間層主要生成物的是A1N,隨著鋁含墾的增多，中間層生成的A1N也越多，當(dāng)鋁含量達(dá)到80wt%時(shí)，有極少童的AI4C3生成。熱壓燒結(jié)與SPS燒結(jié)相比，熱壓燒結(jié)時(shí)間較長，對(duì)材料界面的形成不利；而SPS燒結(jié)時(shí)間較短，有利于形成良好的界面。試樣中間層A1N帰度隨著鋁含就的增加逐漸增大，界面結(jié)合也越來越好。與熱壓燒結(jié)相比，SPS燒結(jié)制得的試樣中A1元素向BN層擴(kuò)散的距離要大一些，而且向石墨層擴(kuò)散的距離耍小一些。隨著中間層鋁含最的增多，材料抗熱喪性能先增加后減小，中間層鋁含屋超過40wt%后，材料層間結(jié)合強(qiáng)度大于BN自身的拉伸強(qiáng)度
5、。關(guān)鍵詞：C/h-BN層狀材料熱壓燒結(jié)SPS燒結(jié)界面擴(kuò)散AbstractGraphitewhichwasusedasevaporationsourceinearlymetalevaporationindustryhasexcellentproperties,suchasexcellentthermalconductivity,lowresistivity,goodresistancetothermalshock.Buttherearesomeproblemsinusing.Forexample,graphiteiseasytoreactwithsomemetalsathi
6、ghtemperatureandthegraphiteisbroken?Hexagonalboronnitride(h-BN),whichisanalogoustographiteinitscrystallineform,hasbeenextensivelyinvestigatedinthelastfewdecades?Morerecently,considerableinteresthasarisenduetoexcellentthermalconductivity,extremelyhighresistivity,microwaveandinfraredtransmi
7、ttance,andchemicalstability.Therefore,thecommonadvantagesandcomplementaritiesofdisadvantagesofbothgraphiteandBNofferachancetodesignandobtainthenewevaporationmaterials-Inthispaper,SparkPlasmaSintering(SPS)andhot-pressing(HP)wereusedtofabricateC/h-BNlaminatedcomposite
