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热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展

Research Progress on Interface Structure Optimization of Carbon/Metal Composites for Thermal Management

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【作者】 马一夫; 祝平; 张强; 裴夤崟; 钟素娟; 武高辉;

【Author】 MA Yifu;ZHU Ping;ZHANG Qiang;PEI Yinyin;ZHONG Sujuan;WU Gaohui;School of Materials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology;State Key Laboratory of Precision Welding & Joining of Materials and Structures, Harbin Institute of Technology;State Key Laboratory of Advanced Brazing Filler Metals & Technology, Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering Co., Ltd.;

【通讯作者】 张强;

【机构】 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室; 郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室;

【摘要】 碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性,是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题,本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展,分析界面改性对复合材料界面结合的影响。基于理论计算、模拟计算和试验测试,总结了目前的界面热阻分析方法。最后,从界面热阻测试、界面传热机制分析、界面层设计与控制3个方面对碳/金属复合材料的未来研究方向进行了展望。

【Abstract】 Carbon/metal composites are ideal thermal management materials, valued for their excellent thermal properties and high designability. Firstly, given the prevalent issues of poor interfacial bonding and high thermal resistance at interfaces of carbon/metal composites, this review examines various interfacial modification techniques. The impact of such modifications on the bonding strength at the composite interfaces is analyzed from two specific perspectives: matrix alloying and coating of reinforcement. Secondly, the current methodologies for analyzing interfacial thermal resistance are summarized, encompassing theoretical calculations, simulations, and experimental testing. Finally, future research directions for carbon/metal composites are identified, focusing on the testing of interfacial thermal resistance, analysis of heat transfer mechanisms at the interface, and the design and control of interface layers.

【基金】 国家重点研发计划(2022YFE0121400);国家自然科学基金(52071117,52111530297)
  • 【文献出处】 航空制造技术 ,Aeronautical Manufacturing Technology , 编辑部邮箱 ,2024年22期
  • 【分类号】V25;TB333
  • 【下载频次】22
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