High thermal conductive diamond/Cu-Ti composites fabricated by pressureless sintering technique
Traditionaalisella jauhemetallurgiamenetelmällä valmistetut timantti/Cu-komposiitit osoittavat alhaisia lämmönjohtavuuksia, jotka johtuvat timantin ja Cu-matriisin välisestä huonosta kostuvuudesta. Tässä tutkimuksessa käytetty valmistusmenetelmä tarjoaa yksinkertaisen ja edullisen menetelmän timantti-metalli-komposiittien valmistukseen. Paineettomalla sintrauksella 1373 K:ssa 30 minuutin ajan valmistettujen timantti/Cu-Ti-komposiittien lämpöominaisuudet tutkittiin perusteellisesti timanttihiukkaskokojen ja tilavuusosuuksien vaihtelun avulla. Tässä tutkimuksessa valmistettujen komposiittien lämmönjohtavuus oli jopa 608 W/m K 60 tilavuusprosentin bimodaaliselle timantti/Cu-2 at.% Ti-komposiitille, joka koostui 50 tilavuusprosentin timanttihiukkasista, joiden koko oli 300 μm, ja 10 tilavuusprosentin timanttihiukkasista, joiden koko oli 150 μm. Sopivaksi lämpölaajenemiskertoimeksi saatiin 5,4 × 10-6 1/K. Tämä lämmönjohtavuusarvo on 92 prosenttia lämmönjohtavuudesta, joka on laskettu Hasselmanin ja Johnsonin mallilla yhdistettynä diffuusin epäsymmetrian malliin. Tämän mallin ennustama arvo on hyvässä yhteisymmärryksessä kokeellisen arvon kanssa. Lisäksi paineeton sintraus on yksinkertainen tekniikka, joka vaatii vain edullisia laitteita, mikä tekee tästä kustannustehokkaasta menetelmästä houkuttelevan metallimatriisikomposiittien valmistuksessa.