高效的散熱對于現(xiàn)代電子元器件設(shè)備的性能、壽命和可靠性等至關(guān)重要。近年來,氮化硼(BN)因其具有優(yōu)異的高熱導(dǎo)率、耐高溫、抗氧化性等優(yōu)異的物理化學(xué)性能,在絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料領(lǐng)域備受青睞。通常,未改性的BN難以均勻分散到聚合物基質(zhì)中,從而直接影響復(fù)合材料的性能,因此對BN進(jìn)行表面改性至關(guān)重要。首先,本文利用多巴胺優(yōu)異的表面包覆改性能力,在溶液中同時(shí)實(shí)現(xiàn)對二維BN和一維碳納米管(CNT)的表面改性,在改性的同時(shí)CNT黏附在BN表面,形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。與純環(huán)氧樹脂(EP)相比,添加20 vol%m(BN/CNT)(10:1)可使環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱率提高231%,同時(shí)體積電阻率仍保持在10¹⁴Ω·cm以上。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)和掃描電子顯微鏡(SEM)顯示,聚多巴胺(PDA)功能化改善了BN和CNT與基體之間的界面相互作用,從而提高了復(fù)合材料的的熱學(xué)和機(jī)械性能。其次,研究了不同比例的BN與二維石墨烯微片(GNP)同時(shí)改性后做為導(dǎo)熱填料對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能和電絕緣性能的影響。結(jié)果表明,經(jīng)多巴胺改性后的BN和GNPs能較為均勻的分散于環(huán)氧樹脂體系中;當(dāng)m(BN/GNP)=1:1時(shí)(填料...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 導(dǎo)熱聚合物材料
    1.3 聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱機(jī)理和導(dǎo)熱模型
        1.3.1 聚合物復(fù)合導(dǎo)熱機(jī)理
        1.3.2 聚合物導(dǎo)熱模型
    1.4 氮化硼簡介
    1.5 BN/聚合物復(fù)合材料研究進(jìn)展
        1.5.1 BN的形態(tài)對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響
        1.5.2 BN在聚合物中的取向?qū)?fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響
        1.5.3 BN的表面改性對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響
        1.5.4 BN與其它填料的雜化對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響
    1.6 論文研究的意義與內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
2 改性BN/CNT填充環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        2.2.3 多巴胺改性BN的制備
        2.2.4 多巴胺改性的BN和 CNT
        2.2.5 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備
        2.2.6 材料測試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 改性BN和 CNT表面分析
            2.3.1.1 改性填料的 FTIR 分析
            2.3.1.2 改性填料的XPS分析
            2.3.1.3 改性填料的熱重分析
        2.3.2 改性BN和 CNT形貌分析
        2.3.3 EP/m(BN/CNT)復(fù)合材料的微觀形貌分析
        2.3.4 EP/m(BN/CNT)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析
        2.3.5 EP/m(BN/CNT)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能及擬合數(shù)據(jù)分析
        2.3.6 EP/m(BN/CNT)復(fù)合材料的絕緣性能分析
    2.4 本章小結(jié)
3 改性BN/GNPs填充環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        3.2.3 多巴胺改性BN和 GNPs的制備
        3.2.4 環(huán)氧復(fù)合材料的制備
        3.2.5 材料測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 改性BN和 GNPs拉曼分析
        3.3.2 改性BN和 GNPs熱失重分析
        3.3.3 EP/m(BN/GNP)復(fù)合材料體系的絕緣性能分析
        3.3.4 EP/m(BN/GNP)復(fù)合材料的體系黏度分析
        3.3.5 EP/m(BN/GNP)復(fù)合材料的微觀形貌分析
        3.3.6 EP/m(BN/GNP)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析
        3.3.7 EP/m(BN/GNP)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能分析
    3.4 本章小結(jié)
4 磁取向BN環(huán)氧復(fù)合材料的制備與表征
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        4.2.3 表面改性BN
        4.2.4 制備氧化鐵修飾m BN
        4.2.5 制備EP/Fe₃O₄@BN復(fù)合材料
        4.2.6 材料測試與表征
    4.3 結(jié)果討論
        4.3.1 Fe₃O₄@BN填料的表面分析
        4.3.2 Fe₃O₄@BN填料的形貌及粒徑分析
        4.3.3 EP/Fe₃O₄@BN復(fù)合填料的XRD分析
        4.3.4 EP/Fe₃O₄@BN復(fù)合填料的熱穩(wěn)定性能及其動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析
        4.3.5 EP/Fe₃O₄@BN復(fù)合填料的導(dǎo)熱性能分析
        4.3.6 EP/Fe₃O₄@BN復(fù)合填料的絕緣性能分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號：3797566