孔隙及界面相对SiCp/Al热导率影响的数值模拟与实验研究

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kenxu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文主要研究了孔隙及界面相这两类微结构对SiCp/Al复合材料热导率的影响。孔隙方面分别从数值模拟和实验两方面展开讨论和分析,研究了孔隙率、孔径大小以及孔隙形貌对SiCp/Al热导率的影响规律。界面相方面主要通过数值模拟的方法研究了界面相的种类、厚度及其包覆比例对SiCp/Al热导率的影响规律。数值模拟结合实验研究表明孔隙是导致SiCp/Al复合材料整体热导率下降的一个重要因素:复合材料热导率随着孔隙率的增大而逐渐下降,且由快速下降逐渐转变为缓慢下降。粉体自然堆积制得试样中,孔隙率区间为0.7%~7.8%,其热导率从160.9W·m-1·k-1大幅度下降至118.8W·m-1·k-1;预制件方式制得试样中,孔隙率区间为2.8%~9.4%,其热导率从144.7W·m-1·k-1大幅度下降至112.9W·m-1·k-1;在孔隙率相同的情况下,平均孔径较大的试样热导率略大于平均孔径较小的试样,孔隙形状规则的试样热导率略大于孔隙形状不规则的试样。数值模拟结果表明界面相对SiCp/Al复合材料热导率的影响主要表现为界面相本征热导率对其的影响:(1)在界面相完全包覆SiC颗粒状态下,复合材料热导率随界面相本征热导率的增大而上升,上升速度由快到慢,热导率过低(1.4W·m-1·k-1~90W·m-1·k-1)的界面相会导致SiCp/Al复合材料热导率的大比例下降;热导率处于90W·m-1·k-1~180W·m-1·k-1区间的界面相对SiCp/Al复合材料热导率没有明显的影响;热导率超过180W·m-1·k-1的界面相则使得SiCp/Al复合材料热导率有小幅度的提升。界面相为SiO2,其厚度从0.5μm增加至4.5μm,复合材料热导率从123.92W·m-1·k-1下降至67.82W·m-1·k-1;界面相为Ni,其厚度从0.5μm增加至4.5μm,复合材料热导率从161.96W·m-1·k-1缓慢下降至155.68W·m-1·k-1;界面相为Cu,其厚度从0.5μm增加至4.5μm,复合材料热导率从167.6W·m-1·k-1缓慢上升至172.32W·m-1·k-1。(2)界面相不完全包覆SiC颗粒状态下,界面相对SiCp/Al复合材料热导率的影响小于界面相完全包覆对其的影响。厚度为2μm的SiO2膜覆盖比例从25%增加至83.3%,SiCp/Al热导率从159.3W·m-1·k-1逐渐降低至148.48W·m-1·k-1;厚度为2μm的Ni膜覆盖比例从25%增加至83.3%,SiCp/Al热导率从161.77W·m-1·k-1缓慢下降至159.63W·m-1·k-1;厚度为2μm的Cu膜覆盖比例从25%增加至83.3%,SiCp/Al热导率从163.9W·m-1·k-1缓慢上升至167.44W·m-1·k-1。
其他文献
数学教学中如何培养学生的解题能力?这个问题是数学教学的核心所在.数学学习和解决问题是分不开的,归根结底,所有的数学学习都需要解决数学问题.因此,提高学生解决问题的能力
小学数学是三大主要科目之一,不仅在小学阶段地位重要,在学生未来的学习生涯中也有着不可动摇的地位,因此小学阶段一定要打好数学基础,才能更好地适应以后的学习.在信息技术
高中生物学科要求学生既要掌握基本的生物学事实,也要了解科学探究的一般原则、方法和思路.要达到这一目标,就要求学生能够进行深度学习,笔者通过对促进学生深度学习的教学策
从信息化教育总体发展情况来看,应用信息化技术开展数学教学可营造轻松的课堂氛围,激发学生的学习热情,加强师生互动,同时可培养学生的主观能动性,提升学生的自主探究合作学
由于用电量需求的不断提高,近年来,我国一大批水电站项目相继上马,但是大体积混凝土温度应力问题一直没有得到很好的解决。传统的温控防裂措施主要是降低水泥和骨料的温度,加
期刊