中南大学《Carbon》: 湍流冲击均匀铸造法原位构建高导热Cu/碳纤维复合材料的Cu/Cr3C2 (ZrC) /C异质界面

本研究由中南大学龚深教授团队开发了一种湍流冲击均匀铸造的新方法，用于制备高导热Cu-0.5Cr-0.5Zr/碳纤维（CFs）复合材料。通过超重力作用驱动合金熔体产生高速湍流，促使合金元素Cr、Zr与CFs表面碳原子发生充分的界面反应，形成Cu/Cr3C2 (ZrC) /CF异质界面，改善了Cu/C界面的润湿性。实验结果表明，当转速达到800 rpm，CFs含量为18 vol%时，复合材料的平面内和垂直平面方向的导热系数分别达到562 W m-1 K-1和547 W m-1 K-1。研究还通过改进的Agari模型分析了导热机理，表明3D互连导热网络和低热阻异质界面是复合材料优异导热性能的主要原因。