中南大学龚深《Carbon》：原位构建高导热Cu/碳纤维复合材料异质界面

本研究由中南大学龚深教授团队开展，旨在解决Cu和碳纤维（CFs）因密度差大和界面不润湿而难以均匀分散的问题。团队开发了一种湍流冲击均质铸造的新方法，结合数据驱动策略，成功制备了高导热的Cu-Cr-Zr/CFs复合材料。实验结果表明，在800 rpm转速和18 vol% CFs含量条件下，复合材料平面内和垂直平面方向的热导率分别达到562 W/m/K和547 W/m/K。通过超重力作用驱动合金熔体产生高速湍流，促使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，极大改善了界面润湿性。改进的Agari模型分析表明，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。该研究为低成本制备各向同性高导热Cu/C复合材料提供了新方案。