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J-GLOBAL ID：201802210291942634   整理番号：18A1212713

熱管理応用のための銅/ダイヤモンド複合材料における界面剥離の有限要素解析【JST・京大機械翻訳】

Finite Element Analysis of Interfacial Debonding in Copper/Diamond Composites for Thermal Management Applications

著者 (6件)： Zain-ul-abdein Muhammad (Mechanical Engineering Department, University of Jeddah, Jeddah 21589, Saudi Arabia) ,  Ijaz Hassan (Mechanical Engineering Department, University of Jeddah, Jeddah 21589, Saudi Arabia) ,  Saleem Waqas (Mechanical Engineering Department, University of Jeddah, Jeddah 21589, Saudi Arabia) ,  Raza Kabeer (FMSE, GIK Institute of Engineering Sciences and Technology, Topi 23640, Pakistan) ,  Mahfouz Abdullah Salmeen Bin (Chemical Engineering Department, University of Jeddah, Jeddah 21589, Saudi Arabia) ,  Mabrouki Tarek (Mechanical Engineering Department, ENIT, University of Tunis El Manar, Tunis 2092, Tunisia)
資料名： Materials (Web)  (Materials (Web))
巻： 10  号： 7  ページ： 739  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7237A  ISSN： 1996-1944  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 銅/ダイヤモンド(Cu/D)複合材料は,それらの高い熱伝導率値のための熱管理応用において有名である。しかし,それらは,高い熱境界抵抗と過剰な剥離のようないくつかの界面関連問題を提供する。本論文では,定常状態および過渡的熱サイクル荷重を受けるCu/D複合材料における界面剥離を調べた。マイクロスケール有限要素(FE)モデルを,Cu/20vol%D複合材料サンプルのSEM画像から開発した。いくつかの試験事例を,熱流の方向とCu/非被覆ダイヤモンドとCu/Cr被覆ダイヤモンド間の境界相互作用に関して仮定した。剥離挙動は,Cu,ダイヤモンド,およびCrの間の熱膨張係数(CTEs)の差の結果として変化することが観察された。さらに,ダイヤモンド粒子のみが弾性的に変形するので,界面の分離はCuマトリックスの等価応力状態に直接影響した。完全に結合した熱機械的FE解析により,加熱と冷却サイクルを繰り返すと,ダイヤモンド界面に沿ったCuマトリックス内に非常に高い応力状態が生じることが明らかになった。これらの応力は界面剥離をもたらすので,数値的手段によるそれらの計算はあらかじめ与えられた応用に対するヒートシンクの耐用年数の決定に役立つ可能性がある。Copyright 2018 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： クロム ,  弾性 ,  *銅 ,  熱伝導率 ,  熱流 ,  *複合材料 ,  モデル ,  ヒートシンク ,  *ダイヤモンド ,  相互作用 ,  相当応力 ,  *界面 ,  被覆
準シソーラス用語： *有限要素解析 ,  *界面剥離 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 有限要素解析 ,  銅/ダイヤモンド複合材料 ,  界面剥離 ,  熱サイクル負荷 ,  Cr被覆ダイヤモンド

分類 (2件)： 分散強化合金  (WE04030R) ,  炭素とその化合物  (YB02060D)

引用文献 (29件)：

• Zhang, Y.; Zhang, H.L.; Wu, J.H.; Wang, X.T. Enhanced thermal conductivity in copper matrix composites reinforced with titanium-coated diamond particles. Scr. Mater. 2011, 65, 1097-1100.
• Ren, S.; Shen, X.; Guo, C.; Liu, N.; Zang, J.; He, X.; Qu, X. Effect of coating on the microstructure and thermal conductivities of diamond-Cu composites prepared by powder metallurgy. Compos. Sci. Technol. 2011, 71, 1550-1555.
• Chu, K.; Liu, Z.; Jia, C.; Chen, H.; Liang, X.; Gao, W.; Tian, W.; Guo, H. Thermal conductivity of SPS consolidated Cu/diamond composites with Cr-coated diamond particles. J. Alloys Compd. 2010, 490, 453-458.
• Xia, Y.; Song, Y.; Lin, C.; Cui, S.; Fang, Z. Effect of carbide formers on microstructure and thermal conductivity of diamond-Cu composites for heat sink materials. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2009, 19, 1161-1166.
• Bai, H.; Ma, N.; Lang, J.; Zhu, C.; Ma, Y. Thermal conductivity of Cu/diamond composites prepared by a new pretreatment of diamond powder. Compos. Part B 2013, 52, 182-186.

タイトルに関連する用語 (7件)： 熱管理 ,  応用 ,  銅 ,  ダイヤモンド ,  複合材料 ,  界面剥離 ,  有限要素解析