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烧结式热管用铜基多孔芯体材料的制备及其组织性能的研究

作　者: 程齐军
导　师: 王德志
学　校: 中南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 热管 球形铜粉 烧结芯 开孔率 渗透率
分类号: TB383.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文对不同的造孔剂及其含量、不同的烧结温度、不同压制压力下的烧结芯进行了对比实验,分别对其开孔率、渗透率、压缩性能进行了测试,并用扫描电镜(SEM)观测芯体的孔洞特征及烧结颈的形成情况,进一步探讨了烧结强化机理和热管毛细压力、毛细管效率与孔结构的关系。结果表明：CuCl2·2H2O的相对含量为5-15wt.%时,多孔芯体的孔洞分布均匀,能够达到开孔率为40-47%、渗透率为2.808×l0-12～5.918×10-12 m2,而且强度塑性也比纯铜粉低开孔率的烧结芯优良；NaCl增加孔洞效果明显,当100-200目的球形铜粉添加10wt.%CuCl2·2H2O+10wt.%NaCl时,烧结芯最大开孔率和渗透率分别达57.5%和3.11×10-12 m2,但很大程度降低了烧结芯的强度；烧结温度对烧结芯的开孔率、渗透率和强度均有影响较小,烧结温度越高,烧结芯的开孔率和渗透率会减小,强度会增加,压制压力的影响却很大,压制压力越大,开孔率和渗透率很大程度地变小,强度会变好：热管的芯体多孔材料蒸发段采用100-200目的纯的球形粉末烧结,绝热段和冷凝段采用添加造孔剂的混合粉末烧结比较合适。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-22
  1.1 热管的发展史  7-8
  1.2 热管国内外的研究现状  8-11
    1.2.1平板热管(FHP)  8-10
    1.2.2 环路热管(LHP)  10-11
  1.3 热管理论  11-15
    1.3.1 热管工作原理  11-12
    1.3.2 热管的传热极限  12-14
    1.3.3 热管的毛细芯  14-15
  1.4 烧结式热管芯体多孔材料的研究进展  15-18
    1.4.1 金属多孔材料  15
    1.4.2 烧结式热管芯体多孔材料  15-17
    1.4.3 毛细压力和毛细管效率  17-18
  1.5 粉末烧结理论  18-20
  1.6 本课题的目的和意义  20-21
  1.7 本课题研究主要内容  21-22
第二章 实验步骤  22-29
  2.1 实验流程图  22-23
  2.2 热管毛细芯多孔材料的制备  23-25
    2.2.1 实验材料  23-24
    2.2.2 混料  24
    2.2.3 压坯与装粉  24
    2.2.4 烧结  24-25
    2.2.5 清洗  25
  2.3 毛细芯结构与性能分析  25-27
    2.3.1 毛细芯开孔率测量  25-26
    2.3.2 毛细芯渗透率测量  26-27
    2.3.3 多孔芯微观组织观测  27
    2.3.4 压缩试验  27
  2.4 管芯的制作  27-29
    2.4.1 管芯制作工艺流程  27-28
    2.4.2 管壳加工  28
    2.4.3 管芯制作  28-29
第三章 实验结果与讨论  29-52
  3.1 粉末性能对开孔率与渗透率的影响  29-31
    3.1.1 粉末粒径对开孔率与渗透率的影响  29-30
    3.1.2 粉末形貌对开孔率与渗透率的影响  30-31
  3.2 烧结芯制备工艺对开孔率与渗透率的影响  31-39
    3.2.1 造孔剂对烧结芯开孔率的影响  31-34
    3.2.2 压制压力对烧结芯开孔率的影响  34-35
    3.2.3 烧结温度对开孔率的影响  35-37
    3.2.4 造孔剂对烧结芯渗透率的影响  37-39
    3.2.5 压制压力对渗透率的影响  39
    3.2.6 烧结温度对渗透率的影响  39
  3.3 烧结芯的压缩应力与应变  39-44
    3.3.1 粉末粒径对压缩性能的影响  39-40
    3.3.2 CuCl_2·2H_2O/NaCl对压缩性能的影响  40-42
    3.3.3 压制压力对烧结芯压缩性能的影响  42-43
    3.3.4 烧结温度对烧结芯压缩性能的影响  43-44
  3.4 烧结芯微观结构分析  44-48
    3.4.1 基体形态对烧结芯微观结构的影响  44
    3.4.2 造孔剂对烧结芯微观结构的影响  44-47
    3.4.3 压制对烧结芯微观结构的影响  47
    3.4.4 烧结温度对烧结芯微观结构的影响  47-48
  3.5 强化烧结颈机理探讨  48-51
  3.6 最佳成分及工艺的评价  51-52
结论  52-53
参考文献  53-58
致谢  58-59
攻读学位期间主要的研究成果  59

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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