快速制备低导热高强度3D石墨/陶瓷复合材料

作者：吴海华; 刘文斌; 李亚峰; 贺俊超; 方灿; 黄才华

来源：应用激光, 2021, 41(01): 89-98.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20214101.089

• 石墨/陶瓷复合材料
• 选择性激光烧结成型
• 后处理工艺
• 混合粉末
• 性能调控

利用选择性激光烧结技术制备的3D石墨/陶瓷复合材料疏松多孔,力学性能和导热系数均较不佳,研究了不同的混合粉末组成和不同的后处理工艺方案对石墨/陶瓷复合材料导热性能和抗压强度的影响。研究结果表明,通过添加高纯硅粉高温原位烧结反应生成碳化硅增强相使得复合材料抗压强度和导热性能有所增加;加入可膨胀石墨粉末因增加了闭气孔率,导致其抗压强度和导热性能有所降低,但后者下降幅度更为明显;通过真空压力浸渍酚醛树脂溶液和硅溶胶溶液,3D石墨/陶瓷复合件的抗压强度和导热系数均有较大幅度的提升;最终制备了抗压强度为13.04 MPa,导热系数为1.94 W/(m·K)的3D石墨/陶瓷复合铸型,成功地用于铸钢件多次重复浇铸,通过对铸件缺陷和使用成本进行分析,所制备出的石墨/陶瓷复合件有望替代传统的水玻璃砂型。

• 单位
  三峡大学