片层石墨尺寸对铝基复合材料的力学性能和热导率的影响

分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2017-04-10 合作期刊: 《金属学报》

刘晓云 王文广 王东 肖伯律 倪丁瑞 陈礼清 马宗义

摘要： 采用粉末冶金法制备了名义尺寸150、300、500 μm的片层石墨增强铝基（50vol.%Gf/Al）复合材料，得到密度均接近理论密度的致密复合材料坯锭。片层石墨与铝合金基体结合紧密，界面处无裂纹、孔洞等缺陷。片层石墨的xy方向基本与坯锭的xy方向平行，但受粉末冶金工艺的影响，较小片层石墨的xy方向与坯锭的xy方向略有偏差，随着片层石墨的尺寸增大，偏差逐渐减少。复合材料的强度随着片层石墨尺寸增加逐渐降低。150 μm片层石墨复合材料的弯曲强度为82 MPa，当片层石墨尺寸增至500 μm时，强度降低至39 MPa。片层石墨强度较低，裂纹容易沿片层石墨的层间扩展，随着片层石墨尺寸增大，这一现象更加明显，容易在断口中观察到片层石墨剥离的现象。复合材料xy方向的热导率随片层石墨尺寸增大而增加，最高可达604 W/m ? K，与尺寸较小的片层石墨相比提高63%。300、500 μm片层石墨复合材料的界面换热系数略低于理论值，但150 μm片层石墨复合材料的界面换热系数明显小于理论值。除了片层石墨的尺寸，其形状、分布和内部缺陷等对复合材料的热导率也有一定的影响。

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