水凝膠擁有良好的柔韌性以及生物相容性等特點,近年將其作為柔性電子基底材料的研究不斷涌現(xiàn)。但是關(guān)于水凝膠中導(dǎo)熱的研究還十分匱乏。隨著基于水凝膠的電子電路的功能不斷復(fù)雜、功耗不斷升高,水凝膠中的散熱問題可能會成為制約其進一步應(yīng)用的一個關(guān)鍵因素。為了應(yīng)對這一問題,本文使用諧波法對水凝膠等材料的熱導(dǎo)率進行了實驗測量研究。首先本文以聚丙烯酰胺水凝膠為例研究了交聯(lián)度、含水量以及溫度對水凝膠熱導(dǎo)率的影響。研究發(fā)現(xiàn)水凝膠的熱導(dǎo)率隨交聯(lián)劑的增加而先增加后減少。其原因是交聯(lián)度對水凝膠的導(dǎo)熱存在相互競爭的兩個作用:增加導(dǎo)熱通道和增加聲子散射。另外,水分可以視作水凝膠聚合物網(wǎng)絡(luò)中的填料。當(dāng)含水量從23增加到88 wt%時,水凝膠的熱導(dǎo)率增加了約40%。而水凝膠的熱導(dǎo)率在25到40℃范圍內(nèi)對溫度不敏感。為了研究提高水凝膠熱導(dǎo)率的方法,本文以聚乙烯醇水凝膠為例研究了拉伸和摻雜高導(dǎo)熱填料對水凝膠熱導(dǎo)率的影響。研究發(fā)現(xiàn)在應(yīng)變?yōu)?到200%范圍內(nèi),水凝膠的熱導(dǎo)率對拉伸不敏感。氮化硼納米片的填充量為1到5 wt%時,水凝膠的熱導(dǎo)率沒有明顯變化。這說明傳統(tǒng)用于提高聚合物材料熱導(dǎo)率的方法對水凝膠材料的有效性需要更多的研究。進一...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1柔性電子示意圖

1緒論1.1研究背景與意義電子器件集成度的不斷提高一方面帶來了更快、更便宜、更強勁的電子產(chǎn)品，但同時也帶來了更加嚴峻的散熱問題[1]。而散熱的好壞直接影響到電子器件的性能、壽命以及可靠性[2]。在過去的半個世紀(jì)里，集成電路一直追隨著摩爾定律的預(yù)言，即集成電路上的晶體管的數(shù)目每....

圖1.2水凝膠柔性電子器件

膠柔性電子器件。（a）水凝膠觸摸屏[23]；（b）水凝膠電子魚[24]；（子電路[25]；（d）可吞咽的水凝膠電子器件[26]。良好的力學(xué)性能和生物相容性等特點，近年來以水凝膠作為也受到不少的關(guān)注[27-29]。水凝膠是一種在交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)中狀材料，其含水量往往高達80%以上，....

圖2.1無限大模型示意圖

中科技大學(xué)碩士學(xué)位論熱學(xué)公式出發(fā)建立待測材料熱物性與測量位置處溫會包含待測材料的熱學(xué)性質(zhì)作為待定參數(shù)。通過將模型中進行計算，待測材料的熱學(xué)性質(zhì)就可以被確波法的實驗測量部分是相似的，但傳熱模型部分則這兩個部分來具體介紹諧波法這一熱導(dǎo)率測量方法種不同的導(dǎo)熱模型，它....

圖2.2諧波法實驗測量裝置

圖2.2諧波法實驗測量裝置。（a）諧波法測量裝置示意圖；（b）諧波法測量裝置實物圖如上所述，實驗測量數(shù)據(jù)已經(jīng)被得到了，接下來本文將要通過傳熱定理推導(dǎo)來得到導(dǎo)熱模型。這個模型將材料的熱物性和溫升聯(lián)系起來，于是就可以通過實驗數(shù)據(jù)得到待測材料的熱物性。下面一節(jié)將具體介紹兩種常用的導(dǎo)....

本文編號：4017868