高温高压烧结AlN/金刚石复合材料导热性研究

龚发 梁文嘉 王齐明 李倩 刘洪汶 何沛宏 贺端威 彭放

龚发, 梁文嘉, 王齐明, 李倩, 刘洪汶, 何沛宏, 贺端威, 彭放. 高温高压烧结AlN/金刚石复合材料导热性研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261071
引用本文: 龚发, 梁文嘉, 王齐明, 李倩, 刘洪汶, 何沛宏, 贺端威, 彭放. 高温高压烧结AlN/金刚石复合材料导热性研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261071
GONG Fa, LIANG Wenjia, WANG Qiming, LI Qian, LIU Hongwen, HE Peihong, HE Duanwei, PENG Fang. Study on Thermal Conductivity of AlN/diamond Composites Sintered under High-Pressure and High-Temperature[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261071
Citation: GONG Fa, LIANG Wenjia, WANG Qiming, LI Qian, LIU Hongwen, HE Peihong, HE Duanwei, PENG Fang. Study on Thermal Conductivity of AlN/diamond Composites Sintered under High-Pressure and High-Temperature[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261071

高温高压烧结AlN/金刚石复合材料导热性研究

doi: 10.11858/gywlxb.20261071

Study on Thermal Conductivity of AlN/diamond Composites Sintered under High-Pressure and High-Temperature

  • 摘要: 氮化铝陶瓷是高功率电子器件散热的重要材料,但传统烧结温度高,制约其应用与成本控制,因此有必要发展在较低温度条件下实现致密化的制备方法。针对多晶 AlN 陶瓷在较低烧结温度下难以兼顾高致密化与高热导率的问题,本文采用分步研究思路。首先研究纯相 AlN 在高压辅助下的致密化行为与导热性能,并确定优化烧结条件。在无助剂条件下,采用 5.0 GPa、1400 ℃制备出晶界洁净、高致密的纯相 AlN 陶瓷,热导率达 101.6 W·m-1·K-1。在所确定的优化烧结条件下,进一步研究 AlN/金刚石复合体系,系统考察金刚石体积分数对复合材料结构与性能的影响。结果表明,复合材料热导率随金刚石含量增加呈先降后升趋势,在 33.3 vol% 时达到 112.4 W·m-1·K-1。机理分析表明,低含量时界面热阻占主导,高含量时金刚石形成的导热通路对热传导的增强作用更为显著。本工作充分发挥了高温高压技术的工艺优势,在相对传统烧结技术更低的温度下实现了 AlN 基材料的大幅优化,为较低温制备高性能导热陶瓷提供了新途径。

     

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  • 网络出版日期:  2026-04-29

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