高導(dǎo)熱、低密度和低硬度的熱解石墨（Thermal pyrolytic graphite,TPG）是一種理想的熱管理材料,但是它存在強(qiáng)度低、焊接困難等缺陷。為實(shí)現(xiàn)TPG在高功率電子元器件熱管理中的應(yīng)用,需要通過合理的方式對其進(jìn)行復(fù)合封裝。具有足夠強(qiáng)度和剛度的高導(dǎo)熱金屬/TPG疊層結(jié)構(gòu)成為先進(jìn)熱管理材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而金屬和TPG間的熱界面材料是保障金屬/TPG導(dǎo)熱疊層結(jié)構(gòu)的散熱性能和結(jié)構(gòu)可靠性的關(guān)鍵。因此,本文以高性能熱界面環(huán)氧復(fù)合材料作為研究對象,著重開展了高導(dǎo)熱環(huán)氧復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備工藝、熱導(dǎo)率的理論計(jì)算、熱學(xué)與力學(xué)性能研究,以及Al/TPG疊層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與散熱性能數(shù)值研究。主要研究工作和成果如下:（1）開展了多壁碳納米管（Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的內(nèi)部界面熱阻及其對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響研究。提出了一種降低環(huán)氧復(fù)合材料內(nèi)部界面熱阻的工藝方法:通過表面硅烷化改性在MWCNTs表面分別接枝了巰基（-SH）或烯基（-C=C）,改善了MWCNTs與環(huán)氧樹脂間的相容性,降低了兩者間的界面熱阻;再通過巰基與烯基間的點(diǎn)擊反應(yīng),在... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 先進(jìn)熱管理材料
        1.2.1 金剛石熱管理材料
        1.2.2 石墨熱管理材料
        1.2.3 金屬/TPG疊層復(fù)合材料
    1.3 導(dǎo)熱環(huán)氧復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 金屬填料
        1.3.2 陶瓷填料
        1.3.3 高性能碳填料
        1.3.4 混雜填料
    1.4 填充型環(huán)氧復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響因素
    1.5 填充型復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的預(yù)測模型
    1.6 本文研究內(nèi)容
第2章 碳納米材料的表面改性及其增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料與測試
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        2.2.2 碳納米材料表面改性工藝和復(fù)合材料制備方法
        2.2.3 測試設(shè)備和熱導(dǎo)率測試方法
    2.3 碳納米管表面改性及其增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
        2.3.1 碳納米管的表面改性
        2.3.2 碳納米管/環(huán)氧復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)
        2.3.3 碳納米管/環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
    2.4 石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
        2.4.1 石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料的微觀形貌
        2.4.2 石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料的熱導(dǎo)率
        2.4.3 石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料熱導(dǎo)率影響因素的理論分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 鍍銀玻纖的制備及其增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的熱學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)原料和測試
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        3.2.2 鍍銀玻纖的制備
        3.2.3 復(fù)合材料的制備
        3.2.4 測試設(shè)備和熱導(dǎo)率測試方法
    3.3 鍍銀玻纖的導(dǎo)熱性能
        3.3.1 鍍銀玻纖的制備及其微觀形貌
        3.3.2 鍍銀玻纖導(dǎo)熱性能的影響因素
    3.4 鍍銀玻纖/環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能及其預(yù)測模型
        3.4.1 鍍銀玻纖/環(huán)氧復(fù)合材料的微觀組織
        3.4.2 鍍銀玻纖/環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
    3.5 鍍銀玻纖/環(huán)氧復(fù)合材料熱導(dǎo)率的理論預(yù)測
        3.5.1 基于MG-EMA模型的復(fù)合材料熱導(dǎo)率的預(yù)測
        3.5.2 基于Agari模型的復(fù)合材料熱導(dǎo)率的預(yù)測
    3.6 本章小結(jié)
第4章 石墨烯/鍍銀玻纖/環(huán)氧復(fù)合材料的熱學(xué)性能和力學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)原料和測試
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        4.2.2 復(fù)合材料的制備
        4.2.3 測試設(shè)備和熱導(dǎo)率測試方法
    4.3 混雜填料增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的熱導(dǎo)率
        4.3.1 混雜填料的配合比
        4.3.2 混雜填料增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的熱導(dǎo)率
        4.3.3 混雜填料增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)
    4.4 混雜填料增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的力學(xué)性能
        4.4.1 混雜填料增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的DMA分析
        4.4.2 混雜填料增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的粘接強(qiáng)度
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Al/TPG導(dǎo)熱疊層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和有限元分析
    5.1 引言
    5.2 基本方程
        5.2.1 導(dǎo)熱基本定律
        5.2.2 線彈性本構(gòu)關(guān)系
    5.3 Al/TPG三明治疊層結(jié)構(gòu)的散熱性能和界面熱應(yīng)力分析
        5.3.1 有限元分析模型的建立
        5.3.2 結(jié)果分析
    5.4 Al/TPG疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及影響因素分析
        5.4.1 復(fù)合構(gòu)型對Al/TPG疊層結(jié)構(gòu)散熱性能和界面熱應(yīng)力的影響
        5.4.2 鋁板厚度對T型疊層結(jié)構(gòu)散熱性能和界面熱應(yīng)力的影響
        5.4.3 熱界面材料厚度對T型疊層結(jié)構(gòu)散熱性能和界面熱應(yīng)力的影響
        5.4.4 熱流密度對T型疊層結(jié)構(gòu)散熱性能和界面熱應(yīng)力的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)
        6.1.1 本文結(jié)論
        6.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果及參與的項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2907401