高導熱、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,但是它存在強度低、焊接困難等缺陷。為實現(xiàn)TPG在高功率電子元器件熱管理中的應用,需要通過合理的方式對其進行復合封裝。具有足夠強度和剛度的高導熱金屬/TPG疊層結構成為先進熱管理材料領域的研究熱點,而金屬和TPG間的熱界面材料是保障金屬/TPG導熱疊層結構的散熱性能和結構可靠性的關鍵。因此,本文以高性能熱界面環(huán)氧復合材料作為研究對象,著重開展了高導熱環(huán)氧復合材料的設計與制備工藝、熱導率的理論計算、熱學與力學性能研究,以及Al/TPG疊層結構的設計與散熱性能數(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）增強環(huán)氧復合材料的內部界面熱阻及其對復合材料熱導率的影響研究。提出了一種降低環(huán)氧復合材料內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擊反應,在... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：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疊層復合材料
    1.3 導熱環(huán)氧復合材料的研究進展
        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)氧復合材料導熱性能的影響因素
    1.5 填充型復合材料導熱性能的預測模型
    1.6 本文研究內容
第2章 碳納米材料的表面改性及其增強環(huán)氧復合材料的導熱性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗原料與測試
        2.2.1 實驗原料和試劑
        2.2.2 碳納米材料表面改性工藝和復合材料制備方法
        2.2.3 測試設備和熱導率測試方法
    2.3 碳納米管表面改性及其增強環(huán)氧復合材料的導熱性能
        2.3.1 碳納米管的表面改性
        2.3.2 碳納米管/環(huán)氧復合材料的微觀結構
        2.3.3 碳納米管/環(huán)氧復合材料的導熱性能
    2.4 石墨烯/環(huán)氧復合材料的導熱性能
        2.4.1 石墨烯/環(huán)氧復合材料的微觀形貌
        2.4.2 石墨烯/環(huán)氧復合材料的熱導率
        2.4.3 石墨烯/環(huán)氧復合材料熱導率影響因素的理論分析
    2.5 本章小結
第3章 鍍銀玻纖的制備及其增強環(huán)氧復合材料的熱學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗原料和測試
        3.2.1 實驗原料和試劑
        3.2.2 鍍銀玻纖的制備
        3.2.3 復合材料的制備
        3.2.4 測試設備和熱導率測試方法
    3.3 鍍銀玻纖的導熱性能
        3.3.1 鍍銀玻纖的制備及其微觀形貌
        3.3.2 鍍銀玻纖導熱性能的影響因素
    3.4 鍍銀玻纖/環(huán)氧復合材料的導熱性能及其預測模型
        3.4.1 鍍銀玻纖/環(huán)氧復合材料的微觀組織
        3.4.2 鍍銀玻纖/環(huán)氧復合材料的導熱性能
    3.5 鍍銀玻纖/環(huán)氧復合材料熱導率的理論預測
        3.5.1 基于MG-EMA模型的復合材料熱導率的預測
        3.5.2 基于Agari模型的復合材料熱導率的預測
    3.6 本章小結
第4章 石墨烯/鍍銀玻纖/環(huán)氧復合材料的熱學性能和力學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗原料和測試
        4.2.1 實驗原料和試劑
        4.2.2 復合材料的制備
        4.2.3 測試設備和熱導率測試方法
    4.3 混雜填料增強環(huán)氧復合材料的熱導率
        4.3.1 混雜填料的配合比
        4.3.2 混雜填料增強環(huán)氧復合材料的熱導率
        4.3.3 混雜填料增強環(huán)氧復合材料的熱膨脹系數(shù)
    4.4 混雜填料增強環(huán)氧復合材料的力學性能
        4.4.1 混雜填料增強環(huán)氧復合材料的DMA分析
        4.4.2 混雜填料增強環(huán)氧復合材料的粘接強度
    4.5 本章小結
第5章 Al/TPG導熱疊層結構的設計和有限元分析
    5.1 引言
    5.2 基本方程
        5.2.1 導熱基本定律
        5.2.2 線彈性本構關系
    5.3 Al/TPG三明治疊層結構的散熱性能和界面熱應力分析
        5.3.1 有限元分析模型的建立
        5.3.2 結果分析
    5.4 Al/TPG疊層結構設計及影響因素分析
        5.4.1 復合構型對Al/TPG疊層結構散熱性能和界面熱應力的影響
        5.4.2 鋁板厚度對T型疊層結構散熱性能和界面熱應力的影響
        5.4.3 熱界面材料厚度對T型疊層結構散熱性能和界面熱應力的影響
        5.4.4 熱流密度對T型疊層結構散熱性能和界面熱應力的影響
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論和創(chuàng)新點
        6.1.1 本文結論
        6.1.2 創(chuàng)新點
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果及參與的項目


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2907401