隨著電子設(shè)備功率密度不斷提升、器件持續(xù)小型化，高效熱管理已成為現(xiàn)代電子設(shè)備研發(fā)的關(guān)鍵課題。銅因具備優(yōu)異的導(dǎo)熱性能得到廣泛應(yīng)用，但自身力學(xué)強度不足制約了其使用效果。在銅基體中引入金剛石等導(dǎo)熱碳材料，可同步改善復(fù)合材料的導(dǎo)熱能力與力學(xué)性能。
在金剛石顆粒表面鍍銅，能夠優(yōu)化界面結(jié)合狀態(tài)、降低界面熱阻，并提升填料分散均勻性。但金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以實現(xiàn)銅層均勻包覆；同時金剛石顆粒粒徑偏大，易產(chǎn)生架橋效應(yīng)，造成材料致密度下降。石墨烯粒徑更小且導(dǎo)熱性能出眾，可有效緩解上述問題。以鍍銅金剛石為主相粉體，復(fù)配加入鍍銅石墨烯，能夠同時提升材料的導(dǎo)熱性能與力學(xué)強度，為研制新型高效散熱材料提供了可行思路。
基于上述背景，昆明理工大學(xué)蔣業(yè)華團隊，采用化學(xué)鍍工藝在金剛石與石墨烯表面制備銅鍍層，隨后選取三組不同原料配比，在900℃條件下通過熱壓燒結(jié)制備復(fù)合材料：鍍銅金剛石、鍍銅金剛石+銅粉、鍍銅金剛石+鍍銅石墨烯。實驗對所得復(fù)合材料的微觀組織與各項性能開展了系統(tǒng)表征與分析。結(jié)果表明，添加銅粉或鍍銅石墨烯可有效削弱鍍銅金剛石顆粒引發(fā)的架橋效應(yīng)，進而提升復(fù)合材料致密度。其中，由鍍銅金剛石與鍍銅石墨烯復(fù)配制備的復(fù)合材料綜合性能最優(yōu)，抗壓強度達282±6 MPa，熱導(dǎo)率為346± 6W/(m·K)。相關(guān)成果“Preparation and properties of cu-matrix composites synergistically reinforced with graphene and diamond”發(fā)表在《Materials Letters》期刊。
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來源：https://doi.org/10.1016/j.matlet.2026.140937
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