高导热炭材料的微观结构对其导热性能影响的研究

论文摘要

高导热炭材料的微观结构对其导热性能的影响很大,在微观结构的影响下,高导热炭材内部的导热性能呈现明显的各向异性。高温状态下,在高导热炭材料内部不同方向上传导热量的多少,影响着高导热炭材料被破坏的程度和部位,所以对高导热炭材料内部不同方向上的导热性能的研究对高导热炭材料的设计及研究有着十分重要的意义。在课题中通过分析高导热炭材料的微观结构,对影响高导热炭材料导热性能的主要因素进行了研究。研究了三维C/C复合材料的密度对其内部不同方向上的导热性能的影响,得到了三维C/C复合材料内部不同方向上的热导率随密度变化的规律。通过SEM和高分辨TEM的观察分析了微孔缺陷对C/C复合材料内部不同方向上导热性能的影响。采用光学显微镜、SEM、HRTEM和XRD分析手段对一维C/C复合材料的微观结构进行了研究,建立了一维C/C复合材料中的热解炭在石墨化过程中微观结构的变化模型。分析了一维C/C复合材料微观结构的变化对其热性能的影响。通过SEM和XRD分析手段对高导热石墨块、高导热石墨片和高导热石墨膜的微观结构进行了分析,研究了三类高导热石墨的微观结构对其导热性能的影响。通过对高导热炭材料微观结构的研究,分析了几种高导热炭材料制备铜/炭高导热复合材料的可行性,采用化学镀铜的方法有效的提高了炭纤维表面与铜的浸润性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1.引言
• 1.2.高导热炭材料简介
• 1.3 高导热炭材料的微观结构
• 1.4.C/C复合材料的微观结构
• 1.4.1.炭纤维的微观结构
• 1.4.2.炭基体的微观结构
• 1.5.高定向石墨的微观结构
• 1.6.高导热炭材料导热机理
• 1.7.微观结构对高导热炭材料导热性能的影响
• 1.8 论文研究内容
• 第二章 实验样品及研究方法
• 2.1.实验样品简介
• 2.1.1.C/C复合材料
• 2.1.2.高结取向石墨材料
• 2.1.3.短切纤维镀铜所需药品及设备:
• 2.2.样品密度的测量（排水法）
• 2.3.分析微观结构所需仪器型号及样品制备
• 2.3.1.金相显微镜对材料微观结构的观察
• 2.3.2.GEM对材料微观结构的观察
• 2.3.3.XRD对材料微观结构的分析
• 2.3.4.高分辨TEM对材料微观结构的观察
• 2.4 热导率的测量
• 第三章 三维C/C复合材料的微观结构对其导热性能影响的研究
• 3.1.三维C/C复合材料的结构模型
• 3.2.影响三维C/C复合材料导热性能的结构因素
• 3.3.炭纤维之间的孔缺陷对C/C复合材料导热性能的影响
• 3.3.1.三维C/C复合材料的导热性能及密度的测量
• 3.3.2.三维C/C复合材料的微孔缺陷对其导热性能的影响
• 第四章.一维C/C复合材料的微观结构对其导热性能的影响
• 4.1.影响一维C/C复合材料导热性能的结构因素
• 4.2.一维C/C复合材料的微观结构分析
• 4.2.1.一维C/C复合材料的光学显微结构分析
• 4.2.2.SEM对C/C复合材料的微观结构的研究
• 4.2.3.一维C/C复合材料的X射线衍射分析
• 4.2.4C/C复合材料的高分辨透射电子显微镜观察
• 4.3.一维炭/炭复合材料的导热性能及密度的测试
• 4.4.一维C/C复合材料的微观结构对其导热性能的影响
• 4.4.1.一维C/C复合材料微观结构模型的建立
• 4.4.2.微观结构的变化对一维C/C复合材料导热性能的影响
• 第五章.高导热石墨材料的微观结构及其导热性能的研究
• 5.1.高导热石墨导热性能及密度的测试
• 5.2.高导热石墨的微观结构对其导热性能的影响
• 5.2.1.SEM对高导热石墨膜微观结构观察
• 5.2.2.SEM对高导热石墨片微观结构观察
• 5.2.3.SEM对高导热石墨块微观结构观察
• 5.2.4.高导热石墨材料的X射线衍射分析
• 第六章 炭/铜高导热复合材料的微观结构对其导热性能影响的研究
• 6.1.高导热炭材料的微观结构对炭/铜复合材料导热性能的影响:
• 6.2.炭纤维表面镀铜的工艺过程及机理分析:
• 6.2.1.炭纤维表面镀铜的工艺过程:
• 6.2.2 炭纤维表面镀铜机理:
• 6.3.镀铜纤维的微观结构分析:
• 6.3.1.镀铜后纤维表面的SEM观察:
• 6.3.2.加保护膜后纤维表面的SEM观察:
• 6.3.3.镀铜纤维的XRD分析:
• 6.4.高导热炭纤维在化学镀铜过程中铜/炭界面变化的模型:
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介