發(fā)布時間：2017-11-16 09:02

  本文關鍵詞：金剛石—硅橡膠熱界面復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,導致其在運行過程中產生大量的熱量,如何有效散熱保證電子元件長時間穩(wěn)定工作成為目前急需解決的問題。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到驅除空氣,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熱填料添加到硅橡膠基體中制備金剛石-硅橡膠導熱復合材料。并用掃描電電子顯微鏡(SEM)、拉曼光譜儀(Raman)、X射線衍射儀(XRD)激光導熱儀、電子萬能試驗機、硬度計、熱重分析儀(TG)、熱機械分析儀(TMA)等分析手段對制備的樣品的微觀形貌、熱導率、力學性能、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)等進行表征,研究了生長溫度、甲烷濃度、生長時間等工藝參數(shù)對金剛石纖維質量,以及金剛石填料填充量、粒徑、復配等對金剛石-硅橡膠復合材料性能的影響。研究結果表明,生長溫度和甲烷濃度過高或過低都會降低金剛石的質量,只有在甲烷濃度適中時才能制備出較好質量的金剛石纖維,生長時間主要影響金剛石纖維的直徑,對其質量影響不大,可以根據(jù)實際情況選擇合適的生長時間。生長溫度為900℃、甲烷濃度為4%時,制備的金剛石纖維的質量最佳。隨著金剛石填料用量的增加,硅橡膠復合材料的熱導率先增大后減小。當金剛石粒子的填充質量分數(shù)為70%時,硅橡膠復合材料的熱導率達到最大值,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性能的降低。隨著金剛石粒子粒徑的增大,硅橡膠的熱導率大體呈升趨勢,當填料粒徑為60μm時,硅橡膠復合材料的熱導率最大,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填充量為40%時,硅橡膠復合材料的熱導率最高,為1.364W/(m?K),并且力學性能也較好。當金剛石纖維和金剛石粒子按一定比例搭配填充硅橡膠時,金剛石-硅橡膠復合材料的導熱性能較單一粒子填充時要好。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332

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本文編號：1191798