本文選題：強(qiáng)制組裝 + 導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)��； 參考：《北京化工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：為了制備高導(dǎo)熱性能的復(fù)合材料,本文改變常用共混成型方法,提出強(qiáng)制組裝法,通過空間限域增強(qiáng)強(qiáng)制組裝程度,本文用強(qiáng)制組裝法制備了單填料填充紫外膠(UV)、單填料填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)、二元填料填充PDMS三種類型復(fù)合材料。首先,介紹了強(qiáng)制組裝法的原理,研究填料含量和強(qiáng)制組裝程度對碳纖維/UV復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響,并通過電鏡(SEM)對復(fù)合材料斷面碳纖維的分布進(jìn)行觀察。其次,用強(qiáng)制組裝法制備了碳纖維/PDMS復(fù)合材料,研究填料含量對導(dǎo)熱性能的影響,并重點(diǎn)研究強(qiáng)制組裝程度對垂直和水平導(dǎo)熱性能的影響,用SEM對復(fù)合材料斷面進(jìn)行觀察,觀察填料在基體中的分布。最后,用強(qiáng)制組裝法制備二元填料填充PDMS,研究二元填料的種類、含量對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響,重點(diǎn)研究了強(qiáng)制組裝程度對二元填料復(fù)合材料垂直和水平導(dǎo)熱性能的影響,并用SEM對其斷面進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:1.強(qiáng)制組裝法制備單填料填充UV復(fù)合材料,其導(dǎo)熱性能隨著填料含量和強(qiáng)制組裝程度的增加而增加。強(qiáng)制組裝程度相同,碳纖維含量由4wt%增加到8wt%,垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高24.49%和77.45%;碳纖維含量相同,強(qiáng)制組裝程度提高,垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高25.42%和129.63%,SEM對斷面觀察發(fā)現(xiàn)填料含量增加使填料更加緊密,強(qiáng)制組裝使碳纖維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)更加完善。2.強(qiáng)制組裝法制備單填料填充PDMS復(fù)合材料,其導(dǎo)熱性能隨著填料含量和強(qiáng)制組裝程度的增加而增加。強(qiáng)制組裝程度對導(dǎo)熱性能的提高有非常大的影響,相對提高填料含量,強(qiáng)制組裝更能有效提高導(dǎo)熱性能。強(qiáng)制組裝程度相同,750μm時(shí),含量由10wt%增加到23wt%后,垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高228%、235.42%;碳纖維含量為23wt%,強(qiáng)制組裝程度提高,厚度由750 μm縮小到150 μm,垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高164.52%、316.15%。3.強(qiáng)制組裝法制備二元填料填充PDMS復(fù)合材料,其導(dǎo)熱性能隨著填料含量和強(qiáng)制組裝程度的增加而增加。1Owt%碳纖維與石墨烯填充,強(qiáng)制組裝程度提高后垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高151.72%、175.21%; 10wt%碳纖維與碳納米管填充,強(qiáng)制組裝程度增加垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高150%、480.29%; 15wt%碳纖維與石墨烯填充基體,強(qiáng)制組裝程度增加,直和水平導(dǎo)熱率分別提高131.43%、491.59%; 15wt%碳纖維與碳納米管填充基體,強(qiáng)制組裝程度提高后垂直和水平導(dǎo)熱率分別提高137.84%、662.74%。4.總結(jié)以上結(jié)論,強(qiáng)制組裝法與增加填料含量兩種提高導(dǎo)熱性能的方法相比,強(qiáng)制組裝法對導(dǎo)熱率提高幅度更大,并且對水平方向?qū)崧实奶岣呖蛇_(dá)數(shù)倍,驗(yàn)證了強(qiáng)制組裝原理的有效性。強(qiáng)制組裝法制備了導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱復(fù)合材料,碳纖維填充含量為23wt%,水平導(dǎo)熱率達(dá)到13.40W.(m·K)-1,對二元填料復(fù)合材料,15wt%碳纖維與4wt%碳納米管混合水平導(dǎo)熱率達(dá)到11.6W·(m·K)-1。
[Abstract]:In order to prepare the composite materials with high thermal conductivity, this paper changes the common blending molding method, puts forward the forced assembly method, and enhances the compulsory assembly by spatial restriction. In this paper, a single filler filled UV adhesive (UV), a single filler filled with poly two methylsiloxane (PDMS), and three kinds of PDMS composites filled with two element filler are prepared by forced assembly method. First, the principle of forced assembly method was introduced, and the effect of filler content and forced assembly degree on the thermal conductivity of carbon fiber /UV composites was investigated. The distribution of carbon fiber in the composite section was observed by electron microscope (SEM). Secondly, carbon fiber /PDMS composite was prepared by forced assembly method, and the thermal conductivity of the filler was studied. The influence of the forced assembly degree on the vertical and horizontal thermal conductivity was studied, and the distribution of the filler in the matrix was observed with SEM. Finally, the two element filler was filled with the forced assembly method to fill the PDMS. The influence of the two element packing and the content of the material on the thermal conductivity of the composite was studied. The effect of the degree of assembly on the vertical and horizontal thermal conductivity of the two element filler composite was observed and observed with SEM. The results showed that the 1. forced assembly method was used to prepare the single filler to fill the UV composite. The thermal conductivity of the composite was added with the increase of the filler content and the compulsory assembly degree. Increasing to 8wt%, the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 24.49% and 77.45%, respectively, the content of carbon fiber was the same, the degree of forced assembly was increased, and the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 25.42% and 129.63% respectively. SEM was found to increase the filler content to make the packing more compact, and the forced assembly made the carbon fiber heat conduction network more perfect.2. compulsory assembly method. The thermal conductivity of PDMS composites filled with single filler is increased with the increase of filler content and the degree of forced assembly. The degree of forced assembly has a great effect on the increase of thermal conductivity. Relative increase of filler content, forced assembly can improve the thermal conductivity more effectively. The content of forced assembly is the same, the content increases from 10wt% to 2 when 750 mu. After 3wt%, the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 228%, 235.42%, the carbon fiber content was 23wt%, the forced assembly degree was increased, the thickness was reduced from 750 mu m to 150 m, and the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 164.52% respectively. The 316.15%.3. forced assembly method was used to prepare two element filler filled PDMS composite. The thermal conductivity of the composite was with the filler content and forced assembly. Increasing the degree of.1Owt% carbon fiber and graphene filling, the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 151.72%, 175.21%; 10wt% carbon fiber and carbon nanotubes were filled, and the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 150%, 480.29% respectively. 15wt% carbon fiber and graphene filled matrix, forced assembly The degree of direct and horizontal thermal conductivity increased by 131.43%, 491.59% respectively. 15wt% carbon fibers and carbon nanotubes filled the matrix, and the vertical and horizontal thermal conductivity increased by 137.84% after the forced assembly level increased. 662.74%.4. summarized the above conclusion. Forced assembly method was compared with two methods of increasing the filler content to improve the thermal conductivity. The increase of thermal conductivity is greater, and the increase of the thermal conductivity of the horizontal direction is several times. The validity of the forced assembly principle is verified. The forced assembly method has prepared the thermal conductive composite with good thermal conductivity, the content of carbon fiber filling is 23wt%, the horizontal thermal conductivity reaches 13.40W. (m. K) -1, and the composite material of two yuan filler, 15wt% carbon fiber and 4wt The horizontal thermal conductivity of% carbon nanotubes is 11.6W (M. K) -1..
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB332

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本文編號：2040557