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石墨材料作为早期蒸镀金属的蒸发源材料,具有许多优良的性质

编辑: 发布时间:2019-06-10 22:11:10

石墨材料作为早期蒸镀金属的蒸发源材料,具有许多优良的性质,如良好的 耐高温性、热稳定性,良好的导电性,较好的抗热震性能等。然而石墨材料在高 温下易氧化、易与蒸镀的金属发生化学反应导致坩埚开裂,影响使用寿命。六方 BN与石墨具有相同的晶体结构,极为相似的热膨胀系数和热导率,优良的耐冷 热循环冲击特性,是最理想的热匹配体系。而且BN对熔融金属的耐腐蚀性也很
好,具有良好的高温电绝缘性和机械加工性能。如果将石墨与六方BN制成 C/h—BN叠层状复合材料,根据复合材料的加和性,C/h-BN材料可保持单相的性 质,同时具有两者共同优良的性质,这样为设计和制造新型的具有高耐热冲击性 的热匹配型的蒸发源材料提供了极大的可能。 本文采用热压烧结和SPS烧结两种烧结技术制备了C/h-BN层状复合材料,
通过对石墨层与BN层之间的界面层进行设计,研究了烧结方式、烧结温度、保 温时间、BN层厚度、中间层成分等参数对材料结构和性能的影响。 在C/h.BN层状复合材料的热压烧结研究中,BN的致密度随着烧结温度的 升高而增大,随着烧结温度的升高,材料界面结合状态逐渐改善,层间出现了过
渡区域。烧结温度越高,层状复合材料的层间结合强度越高;研究表明,过长的 保温时间对材料力学性能不利,材料的抗热震性能是随着烧结温度的升高是逐渐 提高的。 采用SPS烧结技术制备了C/h.BN层状复合材料。研究发现,随着烧结温度
的升高,BN的致密度也是逐渐增加的。高温下过长的保温时间对BN致密度和 材料界面结合不利。这可能与BN晶粒异常长大有关。随着烧结温度的升高,元 素扩散加剧,过渡层的厚度越厚,材料的层问界面结合强度升高,石墨层与BN 层结合的越好。试样的抗热震性能在保温较短的时间内随着烧结温度的升高也是 逐渐增加的。而在保温较长的时间(15 rain)内,试样的抗热震性能先增加后减
小。试样随着BN厚度的增加,其界面的结合状况是逐渐劣化的。 研究表明,适当的中间层有利于C/h-BN层状复合材料的层间结合。中间层
的材料体系为A1.BN混合物。采用中间层铝含量为20wt%、40wt%、60wt%、80wt%
的试样进行烧结。研究发现,在铝含量较低情况下,中间层主要生成物的是A1N, 随着铝含量的增多,中间层生成的A1N也越多,当铝含量达到80wt%时,有极
少量的A14C3生成。热压烧结与SPS烧结相比,热压烧结时间较长,对材料界面

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