导热多级相变复合材料的制备及其在热管理中应用

通过熔融共混法制备了具有石蜡(PW)单一相变特性、高密度聚乙烯(PE-HD)单一相变特性、PW和PE-HD多级相变特性的相变复合材料,探究相变材料的相变特性对电子器件热量管理效果的影响。实验以加热片模拟发热电子器件。结果表明,单一相变复合材料可以使加热片温度降低17.9℃,而多级相变复合材料可以使加热片温度降低27.2℃。在多级相变复合材料的基础上进一步引入导热填料-石墨烯微片(GNPs),可以加快电子器件的热量向多级相变复合材料传递并高效耗散,从而能进一步降低加热片的温度。结果表明,含质量分数10%的GNPs的多级相变复合材料能使加热片温度降低32.8℃。因此,制备得到的导热多级相变复合材料在电子电器热量管理中表现出巨大的应用潜力。

碳化硅纳米线增韧碳化硅纤维/碳化硅基体损伤行为研究

通过在碳化硅纤维表面原位生长纳米线得到具有多级增强结构的碳化硅复合材料,对复合材料引入纳米线后的微观结构、弯曲强度以及损伤的变化过程进行了研究。研究结果表明,相较于原始的碳化硅纤维增强碳化硅复合材料,碳化硅纳米线可以明显提高基体沉积效率并改善材料的弯曲力学性能。从声发射技术和维氏硬度压痕测试结果可以看出,纳米线通过抑制微裂纹的产生和在微裂纹之间发生桥联来抑制早期损伤的发展。此外,在纳米线表面沉积一层氮化硼界面相,纳米线与基体之间的结合力变弱,复合材料对微裂纹的抑制和偏转得到进一步增强,弯曲性能大幅提升。