Cu粉粒徑對PEEK/Cu導熱復合材料性能的影響
發(fā)布時間:2021-10-13 18:47
以銅(Cu)粉為導熱填料,采用模壓法制備了聚醚醚酮(PEEK)/Cu導熱復合材料,并研究了銅粉粒徑對PEEK/Cu導熱復合材料導熱性能、力學性能及結晶性能的影響。結果表明:隨著Cu粉粒徑的增大,PEEK/Cu導熱復合材料的力學性能逐漸下降;當Cu粉粒用量為30%、粒徑為10μm時導熱復合材料的導熱系數(shù)達到最佳值0.396 W/(m·K),相比于純PEEK提高了67.80%;熔融焓與結晶度隨著Cu粉粒徑的增大而逐漸減小,因而PEEK/Cu導熱復合材料的結晶性能降低。
【文章來源】:塑料科技. 2017,45(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
純PEEK及PEEK/Cu(10μm)復合材料的SEM照片
均,導熱系數(shù)變化并不明顯。而當Cu粉粒徑過大時,則會導致復合材料的導熱性能下降,這是由于粒徑較大的導熱填料在形成導熱網(wǎng)鏈時,填料相互之間會形成較大的空間,進而被導熱系數(shù)較低的基體樹脂填充,致使復合材料的導熱性能降低。0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.2560.2960.2590.3960.2367510353PEEKCu/μm(W·m/1-K·1-)▲▲圖2Cu粉粒徑對復合材料導熱性能的影響Fig.2EffectofCuparticlesizeonthermalconductivityofcomposites2.3PEEK/Cu復合材料的SEM分析圖3為純PEEK與Cu粉粒徑為10μm時復合材料斷口的形貌。從圖3可以看出,純PEEK試樣的斷裂表面較為光滑平坦,呈現(xiàn)河流式花樣,在平坦區(qū)沒有發(fā)生明顯的塑性變形,為典型的脆性斷裂。添加粒徑為10μm的Cu粉后材料試樣斷面出現(xiàn)一些凹凸不平的結構,這是由于Cu粉的加入使得樹脂熔體有所吸附,樹脂基體將Cu粉粒子緊緊包覆從而引起了應力集中,使得樹脂基體形成缺陷,致使復合材料強度降低;同時,由于Cu粉粒子較小的表面積,使得其與樹脂基體間的界面結合能降低,復合材料受外力作用時更易受到破壞。(a)純PEEK(b)Cu粉粒徑10μm▲▲圖3純PEEK及PEEK/Cu(10μm)復合材料的SEM照片F(xiàn)ig.3SEMphotosofpurePEEKandPEEK/Cu(10μm)composites2.4PEEK/Cu復合材料的XRD分析由圖4可知,純PEEK在19.20°、21.18°、23.22°、29.30°出現(xiàn)了4個明顯的特征衍射峰,分別對應(110)、(111)、(200)、(211)晶面。隨著Cu粉粒徑的增大,PEEK/Cu復合材料的特征衍射峰逐漸減弱。特征衍射峰變?nèi)跽f明隨著不同粒徑Cu粉的加入,PEEK晶片在生長的過程中受到Cu粉的抑制,從而導致材料結晶度降低,進而影響材料的結晶性能、力學性能等。101520253035
【參考文獻】:
期刊論文
[1]連續(xù)碳纖維增強雜萘聯(lián)苯共聚芳醚砜復合材料的制備及力學性能[J]. 劉新宇,劉銳,程圣利,王錦艷,蹇錫高. 高分子材料科學與工程. 2015(03)
[2]填充型導熱塑料研究與應用進展[J]. 郭赫楠,溫變英. 工程塑料應用. 2014(09)
[3]UV-induced Self-initiated Graft Polymerization of Acrylamide onto Poly(ether ether ketone)[J]. CHEN Rui-chao, SUN Hui, LI Ang and XU Guo-zhi College of Materials Science and Mechanical Engineering, National Center for Quality Supervision and Test of Plastic Products, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, P. R. China. Chemical Research in Chinese Universities. 2012(01)
[4]Thermal conductivity model of filled polymer composites[J]. Ming-xia Shen,Yin-xin Cui,Jing He,and Yao-ming Zhang College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 210098,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(05)
[5]Cu粉含量對PTFE基復合材料導熱性能影響的數(shù)值分析[J]. 解挺,林子鈞,陳剛,焦明華,俞建衛(wèi),尹延國,劉焜. 金屬功能材料. 2010(02)
[6]導熱高分子復合材料的研究進展[J]. 肖善雄,張藝,孫世彧,劉四委,池振國,許家瑞. 廣東化工. 2010(02)
[7]溶膠-凝膠法應用于Cu粉抗氧化工藝研究[J]. 閆軍,崔海萍,杜仕國,劉獻杰. 特種鑄造及有色合金. 2006(07)
本文編號:3435213
【文章來源】:塑料科技. 2017,45(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
純PEEK及PEEK/Cu(10μm)復合材料的SEM照片
均,導熱系數(shù)變化并不明顯。而當Cu粉粒徑過大時,則會導致復合材料的導熱性能下降,這是由于粒徑較大的導熱填料在形成導熱網(wǎng)鏈時,填料相互之間會形成較大的空間,進而被導熱系數(shù)較低的基體樹脂填充,致使復合材料的導熱性能降低。0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.2560.2960.2590.3960.2367510353PEEKCu/μm(W·m/1-K·1-)▲▲圖2Cu粉粒徑對復合材料導熱性能的影響Fig.2EffectofCuparticlesizeonthermalconductivityofcomposites2.3PEEK/Cu復合材料的SEM分析圖3為純PEEK與Cu粉粒徑為10μm時復合材料斷口的形貌。從圖3可以看出,純PEEK試樣的斷裂表面較為光滑平坦,呈現(xiàn)河流式花樣,在平坦區(qū)沒有發(fā)生明顯的塑性變形,為典型的脆性斷裂。添加粒徑為10μm的Cu粉后材料試樣斷面出現(xiàn)一些凹凸不平的結構,這是由于Cu粉的加入使得樹脂熔體有所吸附,樹脂基體將Cu粉粒子緊緊包覆從而引起了應力集中,使得樹脂基體形成缺陷,致使復合材料強度降低;同時,由于Cu粉粒子較小的表面積,使得其與樹脂基體間的界面結合能降低,復合材料受外力作用時更易受到破壞。(a)純PEEK(b)Cu粉粒徑10μm▲▲圖3純PEEK及PEEK/Cu(10μm)復合材料的SEM照片F(xiàn)ig.3SEMphotosofpurePEEKandPEEK/Cu(10μm)composites2.4PEEK/Cu復合材料的XRD分析由圖4可知,純PEEK在19.20°、21.18°、23.22°、29.30°出現(xiàn)了4個明顯的特征衍射峰,分別對應(110)、(111)、(200)、(211)晶面。隨著Cu粉粒徑的增大,PEEK/Cu復合材料的特征衍射峰逐漸減弱。特征衍射峰變?nèi)跽f明隨著不同粒徑Cu粉的加入,PEEK晶片在生長的過程中受到Cu粉的抑制,從而導致材料結晶度降低,進而影響材料的結晶性能、力學性能等。101520253035
【參考文獻】:
期刊論文
[1]連續(xù)碳纖維增強雜萘聯(lián)苯共聚芳醚砜復合材料的制備及力學性能[J]. 劉新宇,劉銳,程圣利,王錦艷,蹇錫高. 高分子材料科學與工程. 2015(03)
[2]填充型導熱塑料研究與應用進展[J]. 郭赫楠,溫變英. 工程塑料應用. 2014(09)
[3]UV-induced Self-initiated Graft Polymerization of Acrylamide onto Poly(ether ether ketone)[J]. CHEN Rui-chao, SUN Hui, LI Ang and XU Guo-zhi College of Materials Science and Mechanical Engineering, National Center for Quality Supervision and Test of Plastic Products, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, P. R. China. Chemical Research in Chinese Universities. 2012(01)
[4]Thermal conductivity model of filled polymer composites[J]. Ming-xia Shen,Yin-xin Cui,Jing He,and Yao-ming Zhang College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 210098,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(05)
[5]Cu粉含量對PTFE基復合材料導熱性能影響的數(shù)值分析[J]. 解挺,林子鈞,陳剛,焦明華,俞建衛(wèi),尹延國,劉焜. 金屬功能材料. 2010(02)
[6]導熱高分子復合材料的研究進展[J]. 肖善雄,張藝,孫世彧,劉四委,池振國,許家瑞. 廣東化工. 2010(02)
[7]溶膠-凝膠法應用于Cu粉抗氧化工藝研究[J]. 閆軍,崔海萍,杜仕國,劉獻杰. 特種鑄造及有色合金. 2006(07)
本文編號:3435213
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