Метод получения двухкомпонентных композиционных материалов с заданной теплопроводностью

Заричняк Ю.П., Ходунков В.П. Метод получения двухкомпонентных композиционных материалов с заданной теплопроводностью // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24, № 4. С. 615–619. doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-4-615-619

Введение. Предложен метод получения двухкомпонентных композиционных материалов, отличающийся от известных методов тем, что в результате его реализации может быть достигнуто любое значение теплопроводности создаваемого композита, выбранное из диапазона теплопроводностей исходных компонентов. Метод. Метод заключается в смешивании существенно разнородных твердых компонентов в заданной пропорции, последующем их прессовании и спекании. Пропорцию компонентов предварительно находят расчетным путем исходя из требуемого значения теплопроводности смеси. Для оценки ожидаемой теплопроводности композита и определения требуемой пропорции компонентов предложено использовать разработанную новую модель структуры с хаотически расположенными компонентами. Основные результаты. Показано, что для получения необходимой теплопроводности двухкомпонентной смеси можно успешно управлять структурой с хаотически расположенными компонентами, где в качестве элементарной ячейки используется предложенная в работе восьмиэлементная кубическая ячейка. При этом обеспечивается точность задания требуемого значения теплопроводности не ниже 90 %. Реализация метода показана на примере получения медно-алундового композита с заданным значением теплопроводности λ = 110 Вт/(м·К), которое, согласно представленному в примере расчету, соответствует процентному соотношению компонентов 74/26 (медь/алунд). Обсуждение. Разработанный метод позволяет получать двухкомпонентные композиты с заданной теплопроводностью в широком диапазоне от нескольких единиц до нескольких сотен Вт/(м·К). В качестве компонентов может использоваться практически неограниченная номенклатура веществ, находящихся в твердом порошкообразном состоянии. Обеспечивается возможность реализации непрерывной шкалы теплопроводности твердых тел. При использовании тугоплавких веществ эта шкала может быть расширена до температуры 2000–2500 °С. Метод может найти применение в метрологии, металлургии, ядерных технологиях, авиационной и тяжелой промышленности, кораблестроении.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License