本文關(guān)鍵詞：高導(dǎo)熱炭材料的制備研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2015年

高效散熱涂料的制備及其散熱機(jī)理研究

劉業(yè)明  

【摘要】：技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)著電子元件飛速的進(jìn)行著更新?lián)Q代,同時(shí)輸入功率大幅度提高,而電子元件尺寸小、持續(xù)工作時(shí)間長、工作環(huán)境封閉等特點(diǎn),造成了其內(nèi)部溫度非常高,溫度高極大的降低了電子元件的性能。比如:照明光源LED(Light Emitting Diode),具有光效高、壽命長及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),成為第四代光源發(fā)展方向,但是散熱問題制約了其發(fā)展與應(yīng)用。本文針對(duì)電子元件存在的散熱問題,采用涂層散熱技術(shù)來解決。綜述了國內(nèi)、外散熱涂料的研究現(xiàn)狀以及材料復(fù)合理論,針對(duì)目前散熱涂料存在的主要問題,本文研制了一種新型散熱涂料,主要內(nèi)容有:(1)從傳熱學(xué)角度出發(fā),分析了涂層技術(shù)散熱的可行性,并提出了涂層散熱的思路及基本要求。根據(jù)傳熱方式的不同,涂層主要從高導(dǎo)熱及高輻射方向來增加涂層的散熱性能;同時(shí)涂層還須具備良好的附著力及機(jī)械性能。(2)根據(jù)涂層散熱技術(shù)的思路及基本要求,進(jìn)行了散熱涂料的配方設(shè)計(jì),主要是對(duì)各物料進(jìn)行選擇,重點(diǎn)是選用基料與填料。本文選用雙組份有機(jī)硅改性丙烯酸-氨基樹脂體系為主體樹脂,以碳纖維、氮化鋁及云母粉為主體填料,輔以其他填料制得了一種散熱涂料,并測(cè)定了涂層的基本理化性能如:附著力、耐溫性等。重點(diǎn)研究了碳纖維含量對(duì)涂層散熱性能的影響,并測(cè)定了不同碳纖維含量下涂層的導(dǎo)熱系數(shù)、輻射系數(shù),結(jié)果表明,降溫效果隨著碳纖維含量的增大,呈現(xiàn)先迅速增大,后緩慢減小的趨勢(shì),當(dāng)碳纖維粉末12.3wt%時(shí),降溫散熱效果最佳,比同等條件下的空白試樣溫度低14.1℃;涂層導(dǎo)熱系數(shù)隨碳纖維含量的增大同樣呈現(xiàn)先迅速增大后緩慢減小的趨勢(shì),并在碳纖維粉末12.3wt%時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最大,為2.1 W/(m·K);而輻射系數(shù)的測(cè)定結(jié)果顯示涂層輻射率與碳纖維含量成正比。與現(xiàn)有散熱涂料進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,本文制備的散熱涂料,在散熱效果、機(jī)械性能及成本等方面皆具有明顯優(yōu)勢(shì)。(3)通過FE-SEM觀測(cè)了涂層的微觀形貌,結(jié)果表明隨著碳纖維含量的增加,涂層表面越來越粗糙、結(jié)構(gòu)趨向疏松,從碳纖維11.6wt%后開始出現(xiàn)碳纖維的堆積,碳纖維含量越多,堆積越嚴(yán)重,排布也趨向無序,根據(jù)實(shí)際散熱效果及導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定結(jié)果,可以知道填料的有效排布及搭接會(huì)形成良好的“熱通道”,但是當(dāng)填料過多,基料包裹不了填料,出現(xiàn)單純的填料堆積現(xiàn)象,反而會(huì)破壞這種“熱通道”。本文制得的涂層在碳纖維粉末11.6wt%左右時(shí)具備較好的搭接。(4)針對(duì)涂料的散熱效果,對(duì)其散熱機(jī)理進(jìn)行了理論分析。根據(jù)FE-SEM觀測(cè)圖構(gòu)建了涂層內(nèi)部散熱的理論模型:只有體系內(nèi)部形成良好的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)熱量的快速傳遞,而導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的建立離不開導(dǎo)熱顆粒的相互接觸及相互影響,只有導(dǎo)熱顆粒形成良好的搭接才能形成良好的“熱通道”;并對(duì)涂層的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了理論計(jì)算,結(jié)果表明,涂層的理論導(dǎo)熱系數(shù)與實(shí)際測(cè)定結(jié)果誤差很小,可以說明在本文范圍內(nèi)該模型是可以很好符合的。本文所做的研究可以為散熱涂料的開發(fā)及其機(jī)理研究提供參考,對(duì)涂層技術(shù)解決電子元件散熱問題具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ637
【目錄】：

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7 游波;陳希翀;錢峰;武利民;李丹;;有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液及涂料性能的研究[A];環(huán)保型涂料及涂裝技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

8 過永康;;含有高原子序高徑厚比微片單一顏料的涂料[A];第二屆全國重防腐蝕與高新涂料及涂裝技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

9 王奇琦;景宜;張鳳山;;高固含量涂料流變特性的研究[A];中國造紙學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

10 宋麗;尹文博;宋兆蓮;楊合;薛向欣;;含鈦高爐渣/硅溶膠系抗菌涂料的研制[A];2012年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議專輯（下冊(cè)）[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報(bào)駐天津記者 郭關(guān)朝;[N];中國建材報(bào);2005年

2 劉慧 翻譯整理;[N];中國建材報(bào);2008年

3 ;[N];中國國門時(shí)報(bào)(中國出入境檢驗(yàn)疫報(bào));2002年

4 本報(bào)首席記者 崔曉農(nóng);[N];山西經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2004年

5 劉澤;[N];中國船舶報(bào);2009年

6 實(shí)習(xí)生李曉鵬 本報(bào)記者于莘明;[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

7 蔡錦芳;[N];中國船舶報(bào);2013年

8 王秀蘭;[N];中國化工報(bào);2003年

9 夏年澤　王瑋　本報(bào)特約記者　袁華智;[N];解放軍報(bào);2003年

10 記者 高建秋;[N];中華建筑報(bào);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬春霞;無鉻鋅鋁涂料及其工藝的優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 劉業(yè)明;高效散熱涂料的制備及其散熱機(jī)理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 劉利軍;金屬鹽作交聯(lián)劑對(duì)聚丙烯酸酯涂料性能影響[D];黑龍江大學(xué);2008年

4 井麗巍;水基聚芳醚酮涂料的研究[D];吉林大學(xué);2008年

5 許順紅;光催化活性建筑涂料的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

6 李佳;有機(jī)硅改性丙烯酸酯防水涂料的制備及性能研究[D];南京理工大學(xué);2005年

7 黃新麗;丙烯酸酯核殼乳液合成與殼層改性及其涂料性能的研究[D];重慶大學(xué);2007年

8 王正萃;鋁合金水基壓鑄涂料的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

9 周莉穎;單組分聚合物水泥防水涂料的性能研究[D];北京化工大學(xué);2008年

10 于海峰;鎂合金金屬型鑄造涂料的研究[D];沈陽理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：高導(dǎo)熱炭材料的制備研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：217698