發(fā)布時(shí)間：2023-06-05 02:45

　　隨著集成電路功率密度的增加,電子器件的散熱裝置對(duì)散熱能力和輕量化提出了更高的要求。金屬鎂同時(shí)具備輕質(zhì),高導(dǎo)熱和高比強(qiáng)度的特性,是非常有潛力的散熱結(jié)構(gòu)材料。純鎂經(jīng)合金化后力學(xué)強(qiáng)度顯著提升,但其導(dǎo)熱性能卻明顯降低。如何使鎂合金獲得良好力學(xué)性能和鑄造性能的同時(shí),兼顧其導(dǎo)熱性能,是開發(fā)高導(dǎo)熱高強(qiáng)鎂合金上面臨的重大挑戰(zhàn)。金屬的導(dǎo)熱主要是電子熱導(dǎo),在純金屬中添加合金元素會(huì)對(duì)電子的自由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生散射作用,從而降低金屬的熱導(dǎo)率,而不同合金元素對(duì)鎂的熱導(dǎo)率影響不同。本研究首先選定了具有代表性的四種合金元素:Ce﹑Nd﹑Sm和Y,制備出不同稀土元素含量的二元鎂合金。我們發(fā)現(xiàn),合金熱導(dǎo)率都隨合金元素含量的增加先快速降低后緩慢減小。這是因?yàn)殡S著合金含量的增加,合金元素越來(lái)越難固溶到鎂基體中,而第二相含量逐漸增多,固溶原子對(duì)熱導(dǎo)率的影響顯著大于第二相,在二者綜合作用下,合金熱導(dǎo)率先快速降低后緩慢減小。稀土元素在鎂中的固溶度越大,對(duì)電子的散射越強(qiáng),相應(yīng)稀土合金的熱導(dǎo)率越小。而四種稀土元素在鎂中的固溶度大小排序?yàn)镃e<Nd<Sm<Y,因此等合金含量的二元鎂合金,其熱導(dǎo)率大小排序?yàn)?Mg-Ce?Mg-...

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 金屬和合金熱導(dǎo)機(jī)制
        1.2.1 電子熱導(dǎo)
        1.2.2 聲子熱導(dǎo)
    1.3 鎂合金導(dǎo)熱性能的影響因素
        1.3.1 固溶原子對(duì)導(dǎo)熱性能的影響
        1.3.2 金屬間化合物對(duì)導(dǎo)熱性能的影響
        1.3.3 溫度對(duì)導(dǎo)熱性能的影響
        1.3.4 織構(gòu)對(duì)導(dǎo)熱性能的影響
    1.4 高導(dǎo)熱鎂合金研究進(jìn)展
    1.5 本文研究目的、意義及內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 合金制備
        2.2.1 二元稀土鎂合金制備
        2.2.2 EA4X鎂合金重力鑄造
        2.2.3 EA4X鎂合金高壓鑄造
    2.3 顯微組織分析
        2.3.1 金相顯微組織
        2.3.2 掃描電鏡和EDS能譜分析
        2.3.3 XRD物相分析
    2.4 熱物性參數(shù)測(cè)試
        2.4.1 密度測(cè)試
        2.4.2 比熱容測(cè)試
        2.4.3 熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)試
        2.4.4 電導(dǎo)率測(cè)試
    2.5 力學(xué)性能測(cè)試
第三章 稀土元素存在形式對(duì)鎂合金導(dǎo)熱性能的影響
    3.1 引言
    3.2 稀土固溶原子對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.2.1 Ce固溶原子對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.2.2 Nd固溶原子對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.2.3 Sm固溶原子對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.2.4 Y固溶原子對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
    3.3 稀土第二相對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.3.1 Mg₁₂Ce對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.3.2 Mg₄₁Nd₅ 對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.3.3 Mg₄₁Sm₅ 對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
        3.3.4 Mg₂₄Y₅ 對(duì)微觀組織和導(dǎo)熱性能的影響
    3.4 分析與討論
        3.4.1 合金元素種類對(duì)鎂合金導(dǎo)熱性能的影響
        3.4.2 固溶和時(shí)效處理對(duì)鎂合金導(dǎo)熱性能的影響
        3.4.3 固溶原子和第二相對(duì)導(dǎo)熱性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于固溶原子和第二相的鎂合金導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型研究
    4.1 引言
    4.2 兩相復(fù)合材料導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型
    4.3 鎂合金導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型的建立
        4.3.1 第二相離散分布的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型
        4.3.2 第二相與基體隨機(jī)分布的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型
    4.4 鎂合金導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型的驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高導(dǎo)熱多元鎂合金設(shè)計(jì)及應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 高導(dǎo)熱多元鎂合金設(shè)計(jì)原理
    5.3 EA4X合金的微觀組織分析
        5.3.1 重力鑄造合金
        5.3.2 高壓鑄造合金
    5.4 EA4X合金第二相的形成規(guī)律
        5.4.1 重力鑄造合金
        5.4.2 高壓鑄造合金
    5.5 晶格體積對(duì)EA4X合金導(dǎo)熱性能的影響
        5.5.1 EA4X合金導(dǎo)熱性能
        5.5.2 晶格體積對(duì)導(dǎo)熱性能的影響
    5.6 Al含量對(duì)EA4X合金導(dǎo)熱性能的影響
    5.7 分析與討論
        5.7.1 基于導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)模型的EA4X熱導(dǎo)率計(jì)算
        5.7.2 基于Wiedemann-Franz定律的EA4X熱導(dǎo)率計(jì)算
    5.8 高導(dǎo)熱壓鑄EA4X合金應(yīng)用
    5.9 本章小結(jié)
第六章 溫度對(duì)鎂合金熱擴(kuò)散系數(shù)的影響
    6.1 引言
    6.2 電子和聲子的散射機(jī)制介紹
    6.3 溫度對(duì)純Mg和 Mg-Ce合金熱擴(kuò)散系數(shù)的影響
    6.4 溫度對(duì)Mg-Y合金熱擴(kuò)散系數(shù)的影響
    6.5 溫度對(duì)EA4X多元合金熱擴(kuò)散系數(shù)的影響
    6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    創(chuàng)新點(diǎn)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3831532