【摘要】：隨著電子集成電路的不斷發(fā)展以及電子產(chǎn)品向智能化的發(fā)展趨勢(shì),人們?cè)卺t(yī)學(xué)、航空航天、材料、機(jī)械等領(lǐng)域?qū)﹄娮釉骷男阅芴岢隽烁叩囊�。電子元件的集成密度急劇增�?導(dǎo)致高密度散熱問(wèn)題逐漸突出。為了保證發(fā)熱元件的正常穩(wěn)定運(yùn)行,必須及時(shí)高效地傳遞大量熱量,并使其工作溫度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。所以研制綜合性能優(yōu)_([參考文)異的高導(dǎo)熱界面復(fù)合材料成為了目前研究熱點(diǎn)_([參考文)。本文分別以氧化鋁(Al_2O_3)、多壁碳納米(WCNTs)和負(fù)載銀納米粒子石墨烯作為導(dǎo)熱填料,以雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂CYD128為基體,制備了環(huán)氧基界面復(fù)合材料并對(duì)其熱物理性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容分如下:(1)使用硅烷偶聯(lián)劑KH560與低分子聚酰胺PA650對(duì)氧化鋁進(jìn)行兩步改性,得到的改性后氧化鋁顆粒作為導(dǎo)熱填料制備環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料。傅利葉紅外光譜分析結(jié)果表明在氧化鋁顆粒表面成功接枝環(huán)氧基與氨基。在填充量為20wt%時(shí),接枝氨基官能團(tuán)的氧化鋁顆粒復(fù)合材料相對(duì)于未改性氧化鋁顆粒復(fù)合材料的熱導(dǎo)率增強(qiáng)效果達(dá)到最高至158.5%,而接枝環(huán)氧基官能團(tuán)的氧化鋁顆粒復(fù)合材料相對(duì)于未改性氧化鋁顆粒復(fù)合材料的增強(qiáng)效果同樣在填充量為20wt%時(shí)達(dá)到最高為121.5%。通過(guò)10μm與40μm氧化鋁顆粒復(fù)配填充環(huán)氧樹(shù)脂,在相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下,相對(duì)于小粒徑填料大粒徑填料更容易形成相互接觸的熱傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。兩種粒徑的氧化鋁混合使用要比使用單一粒徑的效果_([參考文)好。當(dāng)40um與10um的氧化鋁顆粒的質(zhì)量配比為4:1時(shí),_([參考文)所得復(fù)合材料熱導(dǎo)率達(dá)到最高。(2)使用表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉對(duì)碳納米管進(jìn)行表面改性,經(jīng)過(guò)SDBS改性處理的碳納米管可以較好改善碳納米管在基體中的分散性和穩(wěn)定性。不同溫度條件下碳納米管填充量的增加對(duì)復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響表現(xiàn)不同。溫度為25℃和30℃時(shí),碳納米管添加量在0.5wt%至2.5wt%之間,隨著導(dǎo)熱填料含量的增加_([參考文),_([參考文)復(fù)合材料的熱導(dǎo)率呈線(xiàn)性增加;當(dāng)導(dǎo)熱填料的含量在2.5wt%至4.0wt%之間,復(fù)合材料熱導(dǎo)率的提高隨著熱導(dǎo)填料的增加沒(méi)有明顯的提升,即出現(xiàn)熱導(dǎo)率上升平臺(tái)現(xiàn)象。隨著熱導(dǎo)率測(cè)試溫度升高,_([參考文)平臺(tái)現(xiàn)象的出現(xiàn)隨著溫度上升后移_([參考文)。(3)使用表面改性后的碳納米管(5~15μm)和氧化鋁顆粒(10μm)作為復(fù)合導(dǎo)熱填料。兩者能均勻分散在樹(shù)脂基體中,沒(méi)有出現(xiàn)導(dǎo)熱填料堆積團(tuán)聚現(xiàn)象。碳管與氧化鋁顆粒相互接觸,線(xiàn)狀碳納米管在氧化鋁顆粒間起到橋接作用,將原本互相孤立的氧化鋁顆粒鏈接起來(lái),形成高效的熱傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。環(huán)氧樹(shù)脂基體中添加2.5wt%碳納米管時(shí),加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化鋁顆粒復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨氧化鋁顆粒含量的增加而升高。測(cè)試溫度上升至40~60℃,添加40wt%氧化鋁顆粒與碳納米管復(fù)配所得復(fù)合材料導(dǎo)熱率比添加量為30wt%所得復(fù)合材料熱導(dǎo)率提高約17%。碳納米管與氧化鋁顆粒兩種熱導(dǎo)填料復(fù)配制備的復(fù)合材料的熱導(dǎo)率都要比只添加氧化鋁顆粒所得復(fù)合材料熱導(dǎo)率要高。添加碳納米管帶來(lái)的熱導(dǎo)率增強(qiáng)效果在氧化鋁顆粒含量為5wt%時(shí)最強(qiáng)達(dá)到177.8%。(4)采用“混合-加熱”法制備負(fù)載銀納米粒子的石墨烯納米片。銀納米顆粒的平均尺寸會(huì)隨著銀負(fù)載量的增加而增大。通過(guò)XRD譜圖分析得出,制備Ag-GNS樣品,鹽與金屬的轉(zhuǎn)化基本完成,并且GNS結(jié)構(gòu)得到良好保存。以Ag-GNS作為導(dǎo)熱填料的環(huán)氧樹(shù)脂基的界面材料的熱導(dǎo)率值增加高于使用GNSs作為導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率值。銀納米粒子在GNS表面上的負(fù)載量越多,環(huán)氧樹(shù)脂基的熱界面材料的熱導(dǎo)率值越高。負(fù)載銀納米粒子可以有效防止石墨烯片團(tuán)聚。
【學(xué)位授予單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 謝t，

本文編號(hào)：2669882