C_Al复合材料热导率各向异性研究 1996.pdfVIP

第 45 卷 第 11 期 1996 年 11 月 物 　理 　学 　报 Vol . 45 ,No . 11 ,November ,1996 ( ) 　　 　 　　 　 96/ 45 11 / 193606 ACTA PH YSICA SIN ICA 1996 Chin . Phys. Soc . C/ Al 复合材料热导率各向异性研究 喻学斌 ( 中山大学物理系 ,广州 　5 10275) 张国定 　吴人洁 (上海交通大学复合材料研究所 ,上海 　200030) 章肖融 　干昌明　费　冬 (南京大学近代声学实验室 ,南京 　2 10008) ( 1995 年 5 月 3 日收到) ( ) 　　用蜃景效应法测试了几种复合材料在不同方向上的热扩散率. 发现碳 石墨 纤维单向 ( ) 排布增强铝基复合材料在 xy 排布面内各个方向的热扩散率相差很大 ,而碳 石墨 纤维正交 对称排布增强铝基复合材料在 xy 排布面内热扩散率差别不大. 根据有关理论对这些现象进 行了分析. PACC : 　8120J ; 4430 1 　引 　 言 随着集成电路向高密度 、高功率方向发展 ,需要研制出具有热导率高 、热膨胀系数小 、 密度低的电子封装材料[ 1 ] . 金属基复合材料具有优异的热物理性能 ,可以用作新一代 电 [2 ] [3 ] ( ) 子封装材料 . 电子封装主要作用之一是及时散失电子器件所产生的热量 . 碳 石墨 纤维热导性能是各向异性的 ,纤维与基体之间界面对热导也有阻碍作用 ,所以 C/ Al 复合 材料热导性能也就会表现出各向异性. 研究 C/ Al 复合材料热导性能的各向异性对封装 壳体的设计 , 以及进一步提高封装器件传递热量的能力都具有相当重要的作用. 2 　实 　验 2 1 　测试原理 蜃景效应法测试 C/ Al 复合材料的热扩散率是 80 年代初才发展起来的[4 ,5 ] . 其测试 原理为 :当一束经过调制的激光照在样品上时 ,样品表面的温度和样品上方空气的温度就 会发生周期性变化 ,从而导致样品表面附近一薄层气体折射率发生周期性变化 ;当另一束 探测激光沿样品表面某一方向穿过这层气体时 ,将产生偏折 ,根据偏折情况可以求得样品 香港中山大学高等学术研究中心冼为坚博士后基金资助的课题. © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 11 期 喻学斌等 :C/ Al 复合材料热导率各向异性研究 1937 该方向热扩散率. 其主要优点之一是可以在一块很小的试样上测定材料各个方向的热扩 ( ) 散率. 因此 ,用蜃景效应法研究碳 石墨 纤维增强铝基复合材料热扩散率各向异性是一种 可行而有效的方法 ,具有其他方法不可替代的特点. 2 2 　实验装置 图 1 为蜃景效应法测量材料热扩散率装置示意图. 约 5W CO2 激光器作为泵束 ,一普 通白光源与 CO2 激光受到同样机械斩波调制后 , 由光电三极管