Simple Fabrication and Characterization of Discontinuous Carbon Fiber Reinforced Aluminum Matrix Composite for Lightweight Heat Sink Applications

Autor: Thomas Guillemet, Jean-Marc Heintz, Emilien Feuillet, Hiroki Kurita, Akira Kawasaki, Jean-François Silvain
Přispěvatelé: Laboratoire des Technologies des Matériaux EXtrêmes (LTMEx), Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Materials Processing, Tohoku University [Sendai]
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Acta Metallurgica Sinica
Acta Metallurgica Sinica, 2014, 27 (4), pp.714-722. ⟨10.1007/s40195-014-0106-7⟩
ISSN: 2194-1289
1006-7191
DOI: 10.1007/s40195-014-0106-7
Popis: International audience; The constant increase in power and heat flux densities encountered in electronic devices fuels a rising demand for lightweight heat sink materials with suitable thermal properties. In this study, discontinuous pitch-based carbon fiber reinforced aluminum matrix (Al-CF) composites with aluminum-silicon alloy (Al-Si) were fabricated through hot pressing. The small amount of Al-Si contributed to enhance the sintering process in order to achieve fully dense Al-CF composites. A thermal conductivity and CTE of 258 W/(m K) and 7.0 9 10-6 /K in the in-plane direction of the carbon fibers were obtained for a (Al 95 vol% ? Al-Si 5 vol%)-CF 50 vol% composite. Carbon fiber provides the reducing of CTE while the conservation of thermal conductivity and weight of Al. The achieved CTEs satisfy the standard requirements for a heat sink material, which furthermore possess a specific thermal conductivity of 109 W cm 3 /(m K g). This simple process allows the low-cost fabrication of Al-CF composite, which is applicable for a lightweight heat sink material.
Databáze: OpenAIRE