Издателям
Вышедшие номера
Термическое сопротивление границы раздела фаз композита алмаз-медь с высокой теплопроводностью
Абызов А.М.1, Кидалов С.В.2, Шахов Ф.М.2
1Санкт-Петербургский государственный технологический институт, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: andabyz@mail.ru
Поступила в редакцию: 16 мая 2011 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2011 г.

Композиционный материал с высокой теплопроводностью получен капиллярной инфильтрацией меди в слой частиц алмаза размером 400 mum с предварительно нанесенным покрытием. Измерен коэффициент теплопроводности композита, который с ростом толщины покрытия от 110 до 480 nm снижается от 910 до 480 W·m-1·K-1. Расчет термического сопротивления границы раздела наполнитель/матрица R и коэффициента теплопроводности слоя покрытия lambdai по моделям дифференциальной эффективной среды, Лихтенекера и Хашина дает близкие численные значения R и lambdai~1.5 W·m-1·K-1. Минимальная толщина покрытия h~100 nm, обеспечивающая пoлучение композита и максимальную его теплопроводность, соизмерима с длиной свободного пробега носителей тепла в алмазе (фононы) и в меди (электроны). Тепловая проводимость системы алмаз-покрытие карбида вольфрама-медь при этой толщине h оценена как (0.8-1)·108 W·m-2·K-1 и находится на верхнем уровне значений, характерных для совершенных границ раздела диэлектрик-металл. Работа выполнена при частичной (С.В. Кидалов, Ф.М. Шахов) финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований РФФИ (грант N 09-08-01200-а) и Министерства образования и науки РФ (госконтракт 16.740.11.0216).
  • S.V. Kidalov, F.M. Shakhov. Materials 2, 2467 (2009)
  • High Thermal Conductivity Materials / Eds S.L. Shinde, J.S. Goela. Springer, N. Y. (2006). 271 p
  • Synthetic CVD diamond products from Element Six <http://www.e6cvd.com>
  • ExtreMat ---heat sink materials <http://www.extremat.org/ heat-sink-materials?Edition=en>
  • K. Hanada, K. Matsuzaki, T. Sano. J. Mater. Process. Technol. 153--154, 514 (2004)
  • J. Barcena, J. Maudes, M. Vellvehi, X. Jorda, I. Obieta, C. Guraya, L. Bilbao, C. Jimenez, C. Merveille, J. Coleto. Acta Astronaut. 62, 422 (2008)
  • K. Yoshida, H. Morigami. Microelectron. Reliab. 44, 303 (2004)
  • T. Schubert, L. Ciupinski, W. Zielinski, A. Michalski, T. Weibgarber, B. Kieback. Scripta Mater. 58, 263 (2008)
  • L. Weber, R. Tavangar. Scripta Mater. 57, 988 (2007)
  • L. Weber, R. Tavangar. Adv. Mater. Res. 59, 111 (2009)
  • A.M. Abyzov, S.V. Kidalov, F.M. Shakhov. J. Mater. Sci. 46, 1424 (2011)
  • Поверхностные свойства расплавов и твердых тел и их использование в материаловедении / Под ред. Ю.В. Найдича. Наук. думка, Киев. (1991). 280 с
  • F. Cardarelli. Materials Handbook. Springer, London (2008). Ch. 3, 10
  • В.Г. Чуприна. Порошковая металлургия. 7, 34 (1992)
  • В.Г. Чуприна. Порошковая металлургия. 8, 57 (1992)
  • А.М. Абызов, С.В. Кидалов, Ф.М. Шахов. Материаловедение. 5, 24 (2008)
  • L.C. Davis, B.E. Artz. J. Appl. Phys. 77, 4954 (1995)
  • V.B. Efimov, L.P. Mezhov-Deglin. Physica B 263--264, 745 (1999)
  • B. Feng, Z. Li, X. Zhang. Thin Solid Films 517, 2803 (2009)
  • M. Battabyal, O. Beffort, S. Kleiner, S. Vaucher, L. Rohr. Diamond Relat. Mater. 17, 1438 (2008)
  • E.T. Swartz, R.O. Pohl. Rev. Mod. Phys. 61, 605 (1989)
  • R. Prasher. J. Appl. Phys. 100, 064 302 (2006)
  • D.P.H. Hasselman, L.F. Johnson. J. Compos. Mater. 21, 508 (1987)
  • R. Tavangar, J.M. Molina, L. Weber. Scripta Mater. 56, 357 (2007)
  • K. Lichtenecker. Phys. Z. 10, 25, 1005 (1909)
  • В.И. Логинов, В.Г. Кучеров. ЖПМТФ 3, 120 (1991)
  • А.М. Дыхне. ЖЭТФ 59, 7, 110 (1970)
  • Z. Hashin. J. Appl. Phys. 89, 2261 (2001)
  • Z. Hashin, S. Shtrikman. J. Appl. Phys. 33, 3125 (1962)
  • А.М. Абызов, С.В. Кидалов, Ф.М. Шахов. ФТТ 53, 48 (2011)
  • Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. Энергоатомиздат, М. (1991). С. 340
  • K. Chu, Z. Liu, C. Jia, H. Chen, X. Liang, W. Gao, W. Tian, H. Guo. J. Alloys Compd. 490, 453 (2010)
  • C.-W. Nan, R. Birringer, D.R. Clarke, H. Gleiter. J. Appl. Phys. 81, 6692 (1997)
  • А.Ю. Клоков, Д.Ф. Аминев, А.И. Шарков, В.Г. Ральченко, Т.И. Галкина. ФТТ 50, 2167 (2008)
  • R.J. Stoner, H.J. Maris. Phys. Rev. B. 48, 16 373 (1993)
  • C.B. Gundrum, D.G. Cahill, R.S. Averback. Phys. Rev. B. 72, 245 426 (2005)
  • W. Park, D.V. Baxter, S. Steenwyk, I. Moraru, W.P.Jr. Pratt, J. Bass. Phys. Rev. B 62, 1178 (2000)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.