高导热金刚石/铝复合材料的高温高压制备

作者：侯领; 沈维霞; 房超; 张壮飞^*; 张跃文; 王倩倩; 陈良超^*; 贾晓鹏

来源：高压物理学报, 2020, 34(05): 93-101.

• 高温高压
• 粉末冶金法
• 复合材料
• 金刚石
• 镀钛

以纯铝为基体,使用体积分数为50%的200μm镀钛金刚石为填充材料,利用高温高压粉末冶金法在压力3 GPa、温度700℃条件下烧结10 min得到热导率为529 W/(m·K)的高导热金刚石/铝复合材料。通过光学显微镜和X射线衍射对镀钛金刚石的形貌和物性进行表征,并利用激光导热仪、扫描电镜和热膨胀仪对制备的金刚石/铝复合材料进行性能测试。研究发现,使用放电等离子体烧结制备的镀钛金刚石镀层成分主要是单质钛,并伴有少量碳化钛生成。通过对比在相同制备条件下没有经过镀覆处理的金刚石发现,使用镀钛金刚石能够有效提高金刚石/铝复合材料的热导率。同时,高温高压法能够制备全密度的金刚石/铝复合材料,有效提高铝基体与金刚石的界面结合,减少界面空隙,进而有效提高复合材料的热导率。相比真空热压、放电等离子体烧结、气压熔渗等常规方式,高温高压粉末冶金制备方式具有样品制备周期短(数分钟)的特点。此项研究有助于拓宽高导热复合材料的制备方式,同时能够扩大国内六面顶压机的产品种类,为其他金属基体导热复合材料的制备提供技术支持。