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01.08.2014 | Ausgabe 16/2014

Journal of Materials Science 16/2014

Thermal conductivity improvement of copper–carbon fiber composite by addition of an insulator: calcium hydroxide

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 16/2014
Autoren:
S. Couillaud, Y. F. Lu, J.-F. Silvain

Abstract

The effects of adding calcium hydroxide (Ca(OH)2) to a copper–CF (30 %) composite (Cu–CF(30 %)) were studied. After sintering at 700 °C, precipitates of calcium oxide (CaO) were included in the copper matrix. When less than 10 % of Ca(OH)2 was added, the thermal conductivity was similar to or higher than the reference composite Cu–CF(30 %). A thermal conductivity of 322 W m−1 K−1 was measured for the Cu–Ca(OH)2(3 %)–CF(30 %) composite. The effects of heat treatment (400, 600, and 1000 °C during 24 h) on the composite Cu–Ca(OH)2(3 %)–CF(30 %) were studied. At the lower annealing temperature, CaO inside the matrix migrated to the interface of the copper matrix and the CF. At 1000 °C, the formation of the interphase calcium carbide (CaC2) at the interface of the copper and CFs was highlighted by TEM observations. Carbide formation at the interface led to a decrease in both thermal conductivity (around 270 W m−1 K−1) and the coefficient of thermal expansion (CTE (10.1 × 10−6 K−1)).

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