De nouveaux progrès ont été réalisés dans l'étude des composites tridimensionnels à matrice d'aluminium renforcé de diamant à réseau continu

2021-08-17 15:06:27 Henry Wang 50

De nouveaux progrès ont été réalisés dans l'étude des composites à matrice d'aluminium renforcé de diamant à réseau continu tridimensionnel

Mots clés diamant, université du centre-sud, matériau composite | 2020-05-15 10:21:03 | source Chine réseau de matériaux extra-durs

Avec le développement des technologies de l'information et l'avènement de l'ère 5G, le rythme de l'Internet de toutes choses s'accélère et les produits électroniques se développent progressivement vers l'intelligence, la multifonctionnalité et la légèreté. Dans le processus de performances de plus en plus puissantes de les produits électroniques, les puces de circuits intégrés et les composants électroniques diminuent en taille...

Avec le développement des technologies de l'information et l'avènement de l'ère de la 5G, le rythme de l'Internet de tout s'accélère et les produits électroniques évoluent progressivement vers l'intelligence, la multifonctionnalité et la légèreté.

Dans le processus de performances de plus en plus puissantes des produits électroniques, le volume de puces de circuits intégrés et de composants électroniques diminue constamment. L'amélioration continue de la technologie d'assemblage intégrée à haute densité entraîne une forte augmentation de la consommation d'énergie et des émissions de chaleur. Par conséquent, la dissipation thermique est devenue un goulot d'étranglement clé limitant le développement des industries connexes. Parmi les matériaux de gestion thermique, les composites à matrice diamant/métal ont attiré une grande attention en raison de leur excellente conductivité thermique et de leur faible coefficient de dilatation thermique.

1589526523662000 (1) À l'heure actuelle, les principales idées de recherche au pays et à l'étranger sont d'augmenter la teneur en particules de diamant et d'améliorer l'interface composite entre les particules de diamant et le métal, qui ont tous deux obtenu de bons résultats. Cependant, les particules de diamant (conductivité thermique ~ 2200 W/mK) dans cette structure composite sont comme des îlots thermiques reliés par des métaux (Al~237W/mK, Cu~398W/mK), qui non seulement augmentent le nombre d'interfaces biphasées, mais rendent également difficile la production d'effets synergiques, ce qui rend difficile pour exploiter pleinement l'excellente conductivité thermique du diamant.

L'équipe de diamants de l'université du centre-sud s'est engagée à construire un squelette de réseau de diamants continu dans le matériau composite, transformant l'île à haute conductivité thermique en un canal à haute conductivité thermique. L'idée de recherche spécifique est : avec de la mousse métallique comme substrat, en utilisant La technique de dépôt chimique en phase vapeur a été utilisée pour préparer un cadre en diamant de haute qualité, une technologie de soudage sous pression de gaz de recyclage de réseau continu tridimensionnel et un composite métallique, la structure de réseau interpénétrant de formation de diamant et de métal, étudier sa structure macro à micro et le mécanisme de la performance de l'interface de conductivité thermique des composites, révèlent que la formation de diamant du canal thermique continu, le mécanisme d'influence sur l'efficacité thermique du matériau composite, avec une conductivité thermique élevée des composites diamant/matrice métallique fournissent une base théorique et expérimentale pour la conception et la préparation.

Ces dernières années, l'équipe diamantaire de l'université du centre-sud s'est engagée à préparer avec succès un diamant de réseau continu tridimensionnel de haute qualité en optimisant le champ de température et le champ atmosphérique dans le processus de dépôt chimique en phase vapeur. Une série d'études a été menée sur ses applications dans les domaines des matériaux avancés de gestion thermique, du traitement des eaux usées organiques et des biocapteurs. Applied Catalysis B : des revues internationales telles que Environmental 245 (2019) 420-427, Applied Energy 233-234 (2019) 208-219 (articles ESI hautement cités), Materials & Design 156 (2018) 32-41 ont publié des progrès de recherche pertinents .

"Nouveau type de matériaux composites à changement de phase à haute conductivité thermique, contrôle électronique de la température de haute performance du leader mondial" dans le cinquième "Internet +" chinois a remporté le concours "médaille d'or" de l'entreprise innovante des étudiants et un score élevé de la créativité chef de groupe piste numéro un dans le pays, la compétition par le ministère de l'Éducation, la Commission nationale du développement et de la réforme, ministère des 12 ministères et commissions centraux tels que l'unité et le gouvernement populaire de la province du zhejiang hébergé, de 124 pays et régions sur cinq continents , 4,57 millions d'étudiants, 1,09 million d'équipes en compétition, inscriptions et nombre d'étudiants proches de la somme des quatre séries).

L'équipe de diamant de l'université centrale du sud a récemment combiné le diamant du réseau continu tridimensionnel avec l'aluminium métallique grâce à la technologie de fusion sous pression de gaz, et a construit le canal de conduction thermique rapide du diamant du réseau continu tridimensionnel dans la matrice d'aluminium. Lorsque la fraction volumique de le diamant n'est que de 4,6 % en volume, le taux de conduction thermique du matériau composite pendant le chauffage et le refroidissement est nettement supérieur à celui de l'aluminium pur et du cuivre pur. La conductivité thermique du matériau composite est de 315,7 w / mK, soit 54 % de plus que celui de l'aluminium pur. Cependant, la valeur de contribution (efficacité de conductivité thermique) du renfort en diamant par fraction volumique unitaire à la conductivité thermique du matériau composite est beaucoup plus élevée que celle du composite à matrice d'aluminium renforcé par le diamant à configuration particulaire traditionnelle.

Les résultats de la recherche, intitulés "Construction of 3D interconnected diamond networks in al-matrix composite for high-efficiency thermal management", ont été publiés dans la revue internationale faisant autorité Journal Chemical Engineering Journal 380 (2020) 122551.Zhang long, un doctorant du centre-sud l'université en 2016, était le premier auteur, tandis que le professeur agrégé wei qiuping, le chercheur associé ma li et le professeur zhou kechao étaient les auteurs co-correspondants. Les travaux de recherche ont été soutenus par le programme clé de recherche et développement de l'État, la fondation nationale des sciences naturelles de La Chine et le laboratoire clé d'État de la métallurgie des poudres.

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Le diamant, en plus d'être un diamant, est un précieux de valeur esthétique, mais possède également une série d'excellentes propriétés physiques et chimiques, notamment la dureté et le module d'élasticité les plus élevés, une tension de claquage élevée, une conductivité thermique, une mobilité des porteurs, un très faible coefficient de dilatation linéaire, un coefficient de frottement , large bande interdite, transmittance optique, bonne stabilité chimique et biocompatibilité, diamant pur pour une bonne isolation, peut devenir bon après le dopage, le semi-conducteur peut même devenir supraconducteur, etc., ces excellentes performances d'intégration font du diamant dans la nature la technologie la plus solide et la valeur artistique.

1587864604125123 Chemical vapor deposition (CVD) synthesis in recent 40 years was a

énorme percée, faire du diamant CVD dans un avenir pas trop lointain, commercialisation, industrialisation, échelle, en même temps, les ingénieurs et les concepteurs du monde entier explorent activement et exploitent la valeur d'application potentielle du diamant CVD, et cela a été dans le diagnostic médical, capteur électrochimique, traitement de l'eau, détection de rayonnement, appareils à haute puissance, appareils acoustiques, mesure magnétique et nouveau type de laser, et de nombreux autres domaines ont fait de bons progrès.

Les travaux de recherche de l'équipe du diamant de l'université du centre-sud dans le domaine du diamant en réseau continu tridimensionnel fourniront de nouvelles idées pour l'application du diamant dans les domaines de la gestion thermique des emballages électroniques, de l'oxydation électrochimique, de la synthèse électrochimique et de l'analyse électrochimique.

Les liens de la thèse : http://libdb.csu.edu.cn/rwt/SCI/https/P75YPLUUMNVXK5UDMWTGT6UFMN4C6Z5QNF/science/article/pii/S1385894719319540?Via % 3 dihub

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