本文關(guān)鍵詞：金剛石—硅橡膠熱界面復(fù)合材料的制備與性能研究

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【摘要】：電子元器件的集成度不斷提高,導(dǎo)致其在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量,如何有效散熱保證電子元件長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作成為目前急需解決的問(wèn)題。彈性熱界面材料具有良好的形變特性,較低的熱阻,可以填充于電子元器件和散熱器之間達(dá)到驅(qū)除空氣,快速散熱的效果。因此,制備綜合性能優(yōu)異的熱界面材料十分重要。本文采用微波等離子體(MPCVD)法在鎢絲上沉積金剛石,制備金剛石纖維并與金剛石粒子作為導(dǎo)熱填料添加到硅橡膠基體中制備金剛石-硅橡膠導(dǎo)熱復(fù)合材料。并用掃描電電子顯微鏡(SEM)、拉曼光譜儀(Raman)、X射線衍射儀(XRD)激光導(dǎo)熱儀、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、硬度計(jì)、熱重分析儀(TG)、熱機(jī)械分析儀(TMA)等分析手段對(duì)制備的樣品的微觀形貌、熱導(dǎo)率、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)等進(jìn)行表征,研究了生長(zhǎng)溫度、甲烷濃度、生長(zhǎng)時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)金剛石纖維質(zhì)量,以及金剛石填料填充量、粒徑、復(fù)配等對(duì)金剛石-硅橡膠復(fù)合材料性能的影響。研究結(jié)果表明,生長(zhǎng)溫度和甲烷濃度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低金剛石的質(zhì)量,只有在甲烷濃度適中時(shí)才能制備出較好質(zhì)量的金剛石纖維,生長(zhǎng)時(shí)間主要影響金剛石纖維的直徑,對(duì)其質(zhì)量影響不大,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的生長(zhǎng)時(shí)間。生長(zhǎng)溫度為900℃、甲烷濃度為4%時(shí),制備的金剛石纖維的質(zhì)量最佳。隨著金剛石填料用量的增加,硅橡膠復(fù)合材料的熱導(dǎo)率先增大后減小。當(dāng)金剛石粒子的填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%時(shí),硅橡膠復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)到最大值,為1.064W/(m?K),但是填料填充量的增加引起了硅橡膠材料的力學(xué)性能的降低。隨著金剛石粒子粒徑的增大,硅橡膠的熱導(dǎo)率大體呈升趨勢(shì),當(dāng)填料粒徑為60μm時(shí),硅橡膠復(fù)合材料的熱導(dǎo)率最大,為1.224W/(m?K),硅橡膠的硬度隨粒徑的增大逐漸降低。當(dāng)粒徑為60μm和5μm的金剛石粒子搭配使用,并且小粒徑填料的相對(duì)填充量為40%時(shí),硅橡膠復(fù)合材料的熱導(dǎo)率最高,為1.364W/(m?K),并且力學(xué)性能也較好。當(dāng)金剛石纖維和金剛石粒子按一定比例搭配填充硅橡膠時(shí),金剛石-硅橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能較單一粒子填充時(shí)要好。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB332

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本文編號(hào)：1191798