綜上所述,借助巧妙的輔助工藝,可有效改善連續纖維增強復合材料厚度方向的熱輸運能力,明顯減少因纖維預制體幾何結構特點造成的高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料應用瓶頸。值得注意的是,連續纖維增強硅碳棒陶瓷基復合材料的厚度熱導率較面內熱導率仍然存在數量級的差異。這可能是在結構設計過程中,厚度方向的增強體纖維與基體之間的界面結合較差難以形成貫穿的導熱通路,孔隙等結構缺陷引起的界面熱阻較高等原因造成的。 高效傳熱和高溫耐熱相結合是高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料在熱管理領域應用的關鍵。本文綜述了高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料的最新研究成果詳細分析了高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料制備工藝及導熱作用機理。圍繞目前的研究內容,后續可持續關注以下幾個方面: 1)適當引入高導熱相以期制備各向同性硅碳棒陶瓷基復合材料。綜合考慮增強體形態、尺寸、含量、分布等對硅碳棒陶瓷基復合材料性能的影響,探索制備高致密、低孔隙、各向同性高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料是實現高效傳熱的基礎。 2)合理調控硅碳棒基體與增強體界面。非晶態界面區域、均勻性以及結構影響聲子熱輸運能力。設計、優化硅碳棒基體與增強體界面相容性是降低邊界聲子散射效應,提高硅碳棒陶瓷基復合材料熱導率的途徑。 3)深入分析硅碳棒陶瓷基復合材料高溫熱處理機理。一方面,高溫熱處理可促進硅碳棒晶體發育,提高熱導率;另一方面,硅碳棒陶瓷基復合材料非晶體界面區域的石墨化轉變,碳的飽和及溶解過程是工藝優化、組織調控、制備高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料的核心。 4)結構設計構筑三維貫穿有效導熱通路。增強纖維沿厚度方向與基體結合較弱,導致纖維增強復合材料熱物理性能各向異性。因此,探索高導熱硅碳棒陶瓷基復合材料構效關系,構筑三維貫穿導熱通路是設計、制備、加工結構一功能一體化先進陶瓷基復合材料的關鍵。www.airaffairphoto.com |