高功率密度电子器件、核裂变过程以及核聚变装置用面对等离子体材料在运行过程中会产生和积累大量的热量,设备稳态运行需将热量及时导出,对材料的导热性能提出了很高的要求。开发具有良好热疏导作用的材料和结构,能够有效解决热量聚集在设备关键部位而带来的问题。
C/C复合材料以其密度低、高温强度高、模量高、高温热稳定性好、线膨胀系数小、热导率高等一系列优异性能,是一种最有发展前途的耐高温结构材料,并已广泛应用于航天航空、核电站等领域先进设备和仪器的导热和散热翅片上,进行热疏导有效解决热量聚集在一些设备关键部位而带来的问题。
但是,C/C材料脆性大、变形困难、加工性差,限制其在工程中的广泛应用;而金属材料导热性、耐热性、耐久性好,机械强度高且易焊接。将二者连接能最大程度发挥各自的优势。
目前,利用钎焊技术实现两者的连接是最便捷的可行方法。然而,由于C/C复合材料与金属之间的热膨胀系数、化学相容性超失配,导致二者的接头中存在高残余应力和变形,严重削弱了接头的力学性能,解决这些关键技术问题尤为重要。
本专利团队实现了高导热C/C复合材料与铜、钛、钼铼合金、陶瓷和不锈钢等金属的连接,相关技术移植实现了硬质合金与高强钢的连接。