【正文】 比較大時(shí) ， 溫度的變化僅僅影響到表層附近很少的部分 。圖中的點(diǎn)畫(huà)線是考慮 ΔT為一定時(shí)的行為。 ? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ?202132130222219116121911612123 llNGNlNlETtcICctccccccc ??????????????????????????????????????????????? ? ? ?? ? 2/10218/213 Nll ccf ?? ??? 在裂紋不穩(wěn)定區(qū)域 ， 由于釋放了裂紋擴(kuò)展部分表面能以上的能量 ， 其余的能量就成為運(yùn)動(dòng)能 。 然而對(duì)于強(qiáng)度的分析 ， 尚未達(dá)到定量的水平階段 。所以要使材料的耐熱沖擊斷裂性與耐熱沖擊損傷性同時(shí)提高，往往是是矛盾的。 BN具有小的 α c、 Ec，高的 κc，因此對(duì)于提高耐熱沖擊斷裂性是有效的。 熱傳導(dǎo) ? 通過(guò)得到優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性，能夠改善材料的熱沖擊性，使材料的性能提高。這兩種介質(zhì)是由能量交換的沖突而產(chǎn)生。但是，這樣的形狀會(huì)受到原子的存在及電子的分散等因素的影響而下降。 這樣的表示對(duì)軸向的熱傳導(dǎo)是十分適用的。例如在預(yù)測(cè)包含絕熱纖維的復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)時(shí)，即使是纖維的含有量很低，其熱傳導(dǎo)系數(shù)也會(huì)為 0。但是，實(shí)際上在界面附近存在有由孔隙及裂紋構(gòu)成的界面層，所以使其熱特性下降。K/W 接觸壓力100kN/m2 接觸壓力10000kN/m2 不銹鋼 銅 鎂 鉛 7~25 1~10 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 長(zhǎng)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的橫向熱傳導(dǎo)系數(shù) 1111f f f fmmcmf f f fmmK K K KfK rh K rhKKK K K KfK rh K rh????? ? ? ? ??????????????? ? ? ? ?????????Ti7Al4V/30%SiC長(zhǎng)纖維復(fù)合材料中，伴隨與纖維垂直方向上的熱流引起的溫度變化的熱傳導(dǎo)系數(shù)的比 強(qiáng)化相為球形顆粒，且其體積分?jǐn)?shù) f 較小 2 1 2 21 2 2p p p pmmcmp p p pmmK K K KfK rh K rhKKK K K KfK rh K rh????? ? ? ? ??????????????? ? ? ? ?????????兩種顆粒強(qiáng)化復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)比隨溫度的變化。 ? Q=―λgrad t F ? 對(duì)于單位面積 ? q=Q/ F =―λgrad t F/ F=―λgrad t ? λ 為導(dǎo)熱系數(shù)。 材料 銀 銅 金 鋁 合金鋼 導(dǎo)熱系數(shù) W/ m 耐火材料、建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù) 耐火材料、建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)為 ~ W/ mK，空心部分的導(dǎo)熱系數(shù)為 λ2= W/ m 高導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱性能中的界面作用 界面 （導(dǎo)熱特性） 超越完美界面 完美界面 非完美界面 良性非完美界面 惡性非完美界面 Cu(Al)/diamond 超越完美界面 金剛石顆粒聚晶 人工合成金剛石 Cu/diamond 界面熱阻和晶界熱阻并存 108 m2K/W 109 m2K/W 完美界面 SiCp/Al SiC/diamond d KR（ Kapitaz界面熱阻） 非完美界面 Kapitaz 界面熱阻 +額外熱阻 良性非完美界面 第三相促進(jìn)界面結(jié)合，界面熱阻趨近于 Kapitaz熱阻 SiCpMo/Cu CuCr2C3/diamond 惡性非完美界面 SiCp/Mg SiCp/Al SiCp/Cu 第三相降低界面結(jié)合， 顯著增大界面熱阻 具有超越完美界面復(fù)合材料有效熱導(dǎo)率的求解 單個(gè)多晶體 +其它獨(dú)立顆粒 1 2 /pgp g gKKK h d??多晶體的熱導(dǎo)率 ? ?? ?/1/11 2 2 1/ 2 / 2/1/111/ 2 / 2pgppgpe ffe ffmgmgge ff e ffmmcm e ffe ffmgmgge ff e ffmmKKKKVVK K K KKKKKKKVVK K K K?? ???? ???? ????? ? ????? ??????? ??????? ? ??????? ????(MEMA) 1 2 / 2 /gpe f fp g p gKKK d h K D h???多晶體在復(fù)合材料的有效熱導(dǎo)率 gDd??1 2 /gpe ffpgKKK d h? ?簡(jiǎn)化處理 實(shí)驗(yàn)分析（ Yoshida et al）Cu/diamond Km Kp Vp d Kc (Exp.) A 395 1300 75 50 745 B 395 1300 70 100 742 h 107W/m2K gh 109 W/m2K 超高壓燒結(jié)工藝 使用 MEMA確定連通顆粒的數(shù)量 HasselmanJohnson Kc MaxwellEucken 23% 33% 50μm 100μm 界面熱阻的影響仍然存在 MEMA模型數(shù)值分析 Ref 微米 500W/mK 納米 100W/mK 1 2 /pgp g gKKK h d? ?MEMA模型數(shù)值分析 具有非完美界面復(fù)合材料有效熱導(dǎo)率的求解 (HasselmanJohnson) KsR R R??//sshKHhK?????[ 2 2 ( ) ]2 ( )e f f e f fm m p p m pc e f f e f fm p p m pK K K K K VKK K K K V? ? ??? ? ?1 2 /pe ffppKKK H d? ?HasselmanJohnson ssR K??簡(jiǎn)化處理 惡性非完美界面的實(shí)質(zhì)（ 空氣層 ） 空氣的熱導(dǎo)率 0sK ?界面熱阻無(wú)限大 ssRK??sR ??實(shí)驗(yàn)分析 Materials Km Kp Vp d Kc SiCp/Cu (A) 400 254 50 222 MoSiCp/Cu (B) 50 288 MoSiCp/Cu (C) 180 307 h= 107W/m2K 空氣層熱導(dǎo)率 W/mK SiCp/Cu SiCpMo/Cu (Schubert et al) Mo熱導(dǎo)率 138 W/mK 40nm 180nm Mo固溶 Cu基體 mKKc(SiCMo) HasselmanJohnson Kc(SiC) 多孔復(fù)合材料 SiCp/Cu,SiCpMo/Cu Cu/diamond， CuCr/diamond （ Shubert et al） Materials Km Kp Vp d Kc Cu/diamond (A) 400 1500 195 200 CuCr/diamond (B) 740 h= 107W/m2K 空氣層熱導(dǎo)率 W/mK Cr2Cr3熱導(dǎo)率 19 W/mK 擬合參數(shù) 100nm Cu/diamond， CuCr/diamond 添加元素的種類(lèi)和含量（ Cr， B ~1 at%） Al/diamond， AlSi/diamond （ Rush et al） Materials Km Kp Vp d Al/diamond 230 1800 100 Al7Si/diamond 170 h5 107 W/m2K （ Stoner et al） 空氣層熱導(dǎo)率 W/mK Al4C3 140 W/mK 擬合參數(shù) 400nm Al/diamond GPI 770 W/mK 750℃ /8MPa ~1100℃ /2GPa AlSi/diamond Si在界面處發(fā)生偏聚 阻礙 Al4C3的生成 數(shù)值分析 （ Cu/diamond） 10~100 W/mK 碳化物的熱導(dǎo)率 界面生成物厚度（ δ）和熱導(dǎo)率（ Ks）的影響 合理選擇合金 元素和其含量 數(shù)值分析 （ 導(dǎo)熱比（ Kp/Km） /空氣層厚度 (δ)的影響 ） ? 根據(jù)材料界面的導(dǎo)熱特性不同，可將復(fù)合材料的界面分為：超越完美界面，完美界面，非完美界面三種類(lèi)型。 ? 各相各自連續(xù)； ? 先制備骨架，再熔浸。 第一蠕變是作為微小結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)而出現(xiàn)，第二蠕變是上一階段的準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)，其后，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定狀態(tài)，在斷裂開(kāi)始的第三蠕變之后，材料發(fā)生斷裂。這樣的界面上的大空洞，在三維蠕變的蠕變速度高的區(qū)域內(nèi)發(fā)生，急劇地導(dǎo)致材料的蠕變斷裂。通常玻