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01.01.2014 | Ausgabe 1/2014

Journal of Materials Science 1/2014

Thermal expansion coefficient and thermal fatigue of discontinuous carbon fiber-reinforced copper and aluminum matrix composites without interfacial chemical bond

Zeitschrift:
Journal of Materials Science > Ausgabe 1/2014
Autoren:
Grégory Lalet, Hiroki Kurita, Jean-Marc Heintz, Guillaume Lacombe, Akira Kawasaki, Jean-François Silvain

Abstract

Fully dense carbon fiber-reinforced copper and aluminum matrix (Cu–CF and Al–CF) composites were fabricated by hot press without the need for an interfacial chemical compound. With 30 vol% carbon fiber, the thermal expansion coefficients (TECs) of pure Cu and Al were decreased to 13.5 × 10−6 and 15.5 × 10−6/K, respectively. These improved TECs of Cu–CF and Al–CF composites were maintained after 16 thermal cycles; moreover, the TEC of the 30 vol% Cu–CF composite was stable after 2500 thermal cycles between −40 and 150 °C. The thermal strain caused by the TEC mismatch between the matrix and the carbon fiber enables mechanical enhancement at the matrix/carbon fiber interface and allows conservation of the improved TECs of Cu–CF and Al–CF composites after thermal cycles.

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