Microstructure and thermal properties of cold sprayed copper coating

来源 :第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whenhm
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  Alumin m alloy is easy to oxidize to form a dense oxide film on its surface, and this film seriously hinders the heat tran mission and results in low thermal dissipation efficiency. Cladding a layer of copper coating on the alumin m radiator surface could be an effective way to solve the issue of low thermal conductivity. Cold spraying (CS) is a solid-state material deposition technique, where micron-sized particles of a powder bond to a substrate as a result of high-velocity impact and the associated severe plastic deformation. Because the deposition temperature is well below the melting point of material, the sprayed material experience little microstructure change, oxidation or decomposition. Consequently, oxidation-free copper coatings can be easily obtained. In this paper, a copper coating was prepared on the alumin m substrate using cold spraying. Some copper coating was post heat-treated at 100℃ and 300℃ for one hour in order to improve properties of the coating. Microstructure of the coatings was observed using microscope, scanning electron microscope, X diffraction and EDX test. Micro-hardness of the coating was identified using a Vickers harness tester. The thermal conductivity of the cold sprayed coating and heat treated coating was characterized. Finally, thermal shock resistance of the coating was also carried out in the present study. Results show that the cold sprayed copper coating presents a dense microstructure, and no oxidation and phase transformation occurred during the deposition process. The thermal conductivity of the coating-substrate at the room temperature is 114.6W/(m k). After the heat-treatment at 300℃, the thermal conductivity of the copper coating was improved to 132.2 W/(m k). Results also showed that the heat treatment had a great contribution to the healing-up of the incompleteness of the interfaces between the deposited particles, and thus the coating mechanical properties were also improved.
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