石墨膜-鋁復合材料顯微組織及性能研究.pdf

1、本文采用壓力浸滲技術制備了TGS-25/Al、TGS-25/Al-12Si和TGS-25/Al-20Si三種復合材料，研究基體中Si含量對石墨膜/鋁復合材料微觀組織、熱物理性能和力學性能的影響。
　　高結晶度石墨膜的表面形貌平整，層狀結構較為有序。石墨膜的導熱性能與有序化度、石墨化度、微晶堆積高度、層狀結構有序度密切相關。有序化度、石墨化度、層狀結構有序度越高，石墨膜熱導率越高；而不同原材料及工藝制備的石墨膜，其微晶堆積高度需與微

2、觀結構結合分析，才能確定其導熱性能。TGS-25石墨膜具有均勻定向的層狀結構，層間結合緊密；其石墨化度達到99.9％，沿膜方向熱導率為1420W/(m·K)。
　　石墨膜/鋁復合材料無氣孔和裂紋等明顯缺陷，且基體和增強體分布均勻。隨著基體合金中Si的質(zhì)量分數(shù)增加，C元素在基體合金中的質(zhì)量分數(shù)和擴散相對深度降低。
　　隨著基體合金中Si的質(zhì)量分數(shù)降低，復合材料熱導率增加。其沿膜方向熱導率從420W/(m·K)升高到743W/(

3、m·K)，垂直膜方向熱導率從11W/(m·K)升高到17W/(m·K)。復合材料的導熱機理符合Agari模型，隨著基體中Si的質(zhì)量分數(shù)增加，復合材料熱導率的理論值和實際值差值逐漸增大。
　　隨著基體合金中Si的質(zhì)量分數(shù)增加，復合材料的平均熱膨脹系數(shù)降低。在0℃到400℃之間，TGS-25/Al復合材料的平均熱膨脹系數(shù)最大，其變化范圍為22.5~24.4×10-6K-1。TGS-25/Al-20Si復合材料的平均熱膨脹系數(shù)值最小，其