輕質(zhì)高強(qiáng)高導(dǎo)熱鋁合金是大功率電子器件的封裝散熱基板用重要材料,但鋁合金散熱器的表面發(fā)射率低、使輻射散熱能力差,而且在苛刻的海洋服役環(huán)境下抗腐蝕性能差,這制約了鋁合金基板在高可靠、長(zhǎng)壽命大功率電子器件上的拓展應(yīng)用。如何提高大功率電子器件用鋁合金的輻射散熱與抗腐蝕綜合性能,是該領(lǐng)域的關(guān)鍵課題。本文通過(guò)涂層成分與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提出納米粒子輔助同步燒結(jié)微弧氧化技術(shù)、微弧氧化/旋涂（或電沉積）復(fù)合技術(shù),分別構(gòu)建出納米Si C和h BN粒子改性的輻射散熱抗腐蝕微弧氧化復(fù)合涂層以及輻射散熱–疏水–抗腐蝕多層復(fù)合涂層。研究微弧氧化、納米粒子改性及多層復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)與表面發(fā)射率、輻射散熱、疏水、抗腐蝕等性能的關(guān)系,揭示粒子改性微弧氧化納米復(fù)合涂層及微弧氧化多層復(fù)合涂層的形成機(jī)理與作用機(jī)制。研究表明,通過(guò)Na OH熱堿刻蝕與電化學(xué)剝離方法,分別顯露出微弧氧化涂層膜基界面處基體側(cè)與涂層側(cè)的“凹坑”與“突起”的微觀組織特征,并結(jié)合FIB-TEM的界面精細(xì)組織分析,發(fā)現(xiàn)在膜基界面處的持續(xù)微弧放電,會(huì)誘導(dǎo)涂層在膜基界面處的“局部累積放電生長(zhǎng)”;通過(guò)涂層試樣的原位拉伸及微觀裂紋的演變過(guò)程,發(fā)現(xiàn)裂紋萌生于“累積放電生... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的與意義
    1.2 功率電子器件散熱
        1.2.1 功率電子器件散熱原理
        1.2.2 功率電子器件散熱方式
    1.3 紅外輻射基本概念及輻射散熱機(jī)理
        1.3.1 發(fā)射率
        1.3.2 發(fā)射率的主要影響因素
        1.3.3 紅外輻射涂層的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 鋁合金基板輻射散熱涂層研究進(jìn)展
    1.4 鋁合金微弧氧化法制備高發(fā)射率涂層
        1.4.1 微弧氧化技術(shù)
        1.4.2 微弧氧化機(jī)理
        1.4.3 微弧氧化法制備高發(fā)射率涂層研究現(xiàn)狀
    1.5 鋁合金散熱涂層存在問(wèn)題
    1.6 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 基體材料
    2.2 微弧氧化及復(fù)合涂層設(shè)計(jì)
        2.2.1 微弧氧化及復(fù)合涂層設(shè)計(jì)原則
        2.2.2 微弧氧化及復(fù)合涂層設(shè)計(jì)思路
    2.3 涂層組織結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.3.2 掃描電鏡(SEM)及能譜(EDS)分析
        2.3.3 透射電鏡(TEM)分析
        2.3.4 涂層厚度測(cè)試
        2.3.5 表面粗糙度分析
        2.3.6 三維輪廓分析
        2.3.7 傅里葉紅外光譜(FT-IR)分析
        2.3.8 X射線光電子譜(XPS)分析
        2.3.9 輝光放電光譜(GDOES)分析
        2.3.10 拉曼光譜(Raman)分析
    2.4 接觸角測(cè)試
    2.5 微弧氧化火花放電過(guò)程表征
    2.6 涂層結(jié)合力等級(jí)評(píng)價(jià)
    2.7 熱導(dǎo)率測(cè)試
    2.8 熱輻射性能測(cè)試
    2.9 輻射降溫性能測(cè)試
    2.10 力學(xué)性能測(cè)試
        2.10.1 拉伸性能測(cè)試
        2.10.2 原位力學(xué)表征
    2.11 抗腐蝕性能測(cè)試
第3章 微弧氧化火花放電過(guò)程及膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為
    3.1 微弧氧化涂層火花放電行為
        3.1.1 加載電壓對(duì)微弧氧化涂層火花放電行為影響
        3.1.2 氧化時(shí)間與微弧氧化涂層火花放電行為關(guān)系
    3.2 微弧氧化涂層膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為
        3.2.1 加載電壓與涂層膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為關(guān)系
        3.2.2 氧化時(shí)間對(duì)涂層膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為影響
        3.2.3 微弧氧化累積放電生長(zhǎng)行為機(jī)理分析
    3.3 微弧氧化膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為調(diào)控與力學(xué)
        3.3.1 膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為調(diào)控
        3.3.2 膜基界面累積放電生長(zhǎng)行為與力學(xué)關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
第4章 納米粒子改性微弧氧化復(fù)合涂層的制備工藝與結(jié)構(gòu)調(diào)控
    4.1 SiC改性微弧氧化納米復(fù)合涂層
        4.1.1 SiC含量對(duì)微弧氧化納米復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)影響
        4.1.2 加載電壓對(duì)SiC納米復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)影響
        4.1.3 氧化時(shí)間對(duì)SiC納米復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)影響
        4.1.4 SiC改性納米復(fù)合涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)
    4.2 hBN改性微弧氧化納米復(fù)合涂層
        4.2.1 hBN改性微弧氧化納米復(fù)合涂層的制備工藝
        4.2.2 hBN改性微弧氧化納米復(fù)合涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)
    4.3 SiC/hBN協(xié)同改性微弧氧化納米復(fù)合涂層
        4.3.1 SiC/hBN協(xié)同改性微弧氧化納米復(fù)合涂層的制備工藝
        4.3.2 SiC/hBN協(xié)同改性微弧氧化納米復(fù)合涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)
    4.4 粒子改性微弧氧化納米復(fù)合涂層的形成機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層輻射散熱與抗腐蝕性能
    5.1 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的結(jié)合特性
    5.2 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層輻射散熱性能
        5.2.1 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的熱導(dǎo)率
        5.2.2 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的發(fā)射率
        5.2.3 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的熱輻射機(jī)制
        5.2.4 輻射降溫性能
    5.3 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的潤(rùn)濕/抗腐蝕性能
        5.3.1 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的潤(rùn)濕性能
        5.3.2 微弧氧化及納米改性復(fù)合涂層的抗腐蝕性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 微弧氧化疏水/散熱多層復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)和性能
    6.1 微弧氧化/旋涂多層復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)及性能
        6.1.1 Al_2O_3/r GO復(fù)合涂層制備與組織結(jié)構(gòu)
        6.1.2 Al_2O_3/r GO多層復(fù)合涂層的發(fā)射率
        6.1.3 Al_2O_3/r GO多層復(fù)合涂層的輻射降溫性能
        6.1.4 Al_2O_3/r GO多層復(fù)合涂層的潤(rùn)濕/抗腐蝕性能
    6.2 微弧氧化/電沉積超疏水散熱復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)與性能
        6.2.1 Al_2O_3/CH超疏水散熱復(fù)合涂層制備工藝與組織結(jié)構(gòu)
        6.2.2 Al_2O_3/CH多層復(fù)合涂層的結(jié)合性能
        6.2.3 Al_2O_3/CH多層復(fù)合涂層的發(fā)射率
        6.2.4 Al_2O_3/CH多層復(fù)合涂層輻射散熱性能
        6.2.5 Al_2O_3/CH多層復(fù)合涂層潤(rùn)濕性能
        6.2.6 Al_2O_3/CH多層復(fù)合涂層超疏水/抗腐蝕機(jī)理
    6.3 微弧氧化及復(fù)合涂層的性能對(duì)比
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大功率白光LED燈具散熱優(yōu)化方案[J]. 白坤,聶秋華,吳禮剛,戴世勛,林萬(wàn)炯,周伯友,馬湘君,鄭兆勇.  照明工程學(xué)報(bào). 2012(02)
[2]金屬基高發(fā)射率涂層耐熱性及熱震性能研究[J]. 李泉靈,徐國(guó)躍,陳硯朋,徐飛鳳,蔣勇.  紅外技術(shù). 2011(05)
[3]道路照明中大功率LED路燈散熱方案的研究[J]. 楊光.  照明工程學(xué)報(bào). 2010(01)
[4]制備工藝對(duì)Fe2O3-MnO2-CuO系常溫紅外輻射材料結(jié)構(gòu)及發(fā)射率的影響[J]. 顧幸勇,羅婷,張愛(ài)華,吳軍明.  紅外技術(shù). 2007(08)
[5]鎳-鉻復(fù)合溶膠的制備及其在高發(fā)射率涂層中的應(yīng)用[J]. 張虎,王小群,廖芳平,杜善義.  功能材料. 2007(06)
[6]紅外高發(fā)射陶瓷涂層發(fā)射率與厚度關(guān)系[J]. 周基煒,王小群,韓杰才.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2007(02)
[7]高溫紅外輻射節(jié)能涂料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 馮勝山,魯曉勇,許順紅.  工業(yè)加熱. 2007(01)
[8]紅外輻射涂料的組成與性能[J]. 歐陽(yáng)德剛,周明石,張奇光,羅安智.  鋼鐵研究. 1999(01)
[9]鉬合金擴(kuò)散結(jié)合型抗氧化涂層及紅外輻射涂層[J]. 富家駿,李鐵藩.  稀有金屬. 1986(06)

博士論文
[1]C/SiC復(fù)合材料熱輻射機(jī)制與性能研究[D]. 王芙愿.西北工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]SiC高發(fā)射率涂層的制備及性能表征[D]. 隋超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3721029