Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Китая предложили новый способ синтеза металлических композитов на основе меди, армированных твердыми карбидами. Технология позволяет контролировать форму, размер и распределение карбидов внутри меди. Это улучшает теплопроводность и механические свойства материала. В будущем метод может лечь в основу систем нового поколения устройств теплоотвода в электронной технике.
Сплавы меди благодаря хорошей тепло- и электропроводности, а также своей износостойкости широко применяются в электронике и устройствах теплоотвода. Для улучшения свойств материалов к составляющей основу меди добавляют твердые карбиды, например карбид вольфрама, бора или титана. Они повышают механические свойства материала без существенного снижения электропроводности. Однако у существующих методов синтеза таких композитов есть ряд недостатков, ограничивающих их промышленное применение.
Авторы предложили новый способ синтеза композитов из меди с вкраплениями твердых карбидов, основанный на двух подходах плазмодинамического метода — ex site и in situ. В первом случае осуществляется раздельный синтез компонентов композита в виде медной матрицы и карбида. Во втором случае происходит совместное получение матрицы и карбида в едином процессе плазменной обработки. Вне зависимости от подхода, готовый продукт пригоден для получения объемных изделий методом искрового плазменного спекания.
«Главная проблема существующих методов получения металломатричных композитов на основе меди — высокая пористость, которая снижает свойства готовых изделий. Предложенная технология с возможностью in situ «совмещения» компонентов непосредственно в зоне дугового разряда позволяет обеспечить более надежное, плотное и однородное соединение карбида с медной матрицей, что позволяет улучшить механические и тепловые характеристики готовых металломатричных композитов», — рассказал один из авторов исследования, доцент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Дмитрий Никитин.
