本文關(guān)鍵詞：單板散熱系統(tǒng)用高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料制備工藝研究

  更多相關(guān)文章： 單板散熱 導(dǎo)熱復(fù)合材料 改性 導(dǎo)熱機(jī)理 有限元分析

【摘要】：隨著電子電器集成技術(shù)和組裝技術(shù)的快速發(fā)展,電子元器件的發(fā)熱量越來(lái)越大,對(duì)聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的需求越來(lái)越高。本文以電子元器件單板所用聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料為研究對(duì)象,通過(guò)熔融共混法制備出聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料,研究了單板散熱用高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備工藝,制備出符合電子元器件單板散熱用的聚合物基復(fù)合材料,并對(duì)電子元器件的單板進(jìn)行合理化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)Ansys有限元分析軟件對(duì)單板進(jìn)行散熱分析,以達(dá)到以聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料替代傳統(tǒng)單板的目的。本文給出了單板的選材和合理化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以期望達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的目的。主要工作如下：1.導(dǎo)熱系數(shù)模型的修正。以Maxcell模型為研究基礎(chǔ),以Bruggeman模型和Fricke方程為依托,推導(dǎo)出適合高填充量聚合物基復(fù)合材料的導(dǎo)熱模型。本文采用逐級(jí)增加少量填充粒子量的方法,對(duì)Maxcell方程進(jìn)行微分再積分,推導(dǎo)出了同時(shí)考慮粒子形狀和界面熱阻的新型導(dǎo)熱模型的方程。2.導(dǎo)熱填料的表面改性處理工藝。本文采用偶聯(lián)劑對(duì)氧化鎂(Mg0)表面進(jìn)行改性處理,并對(duì)其進(jìn)行紅外光譜和掃描電子顯微鏡的形貌表征,得出了水解后的硅烷偶聯(lián)劑對(duì)Mg0表面改性處理效果最佳：采用酸化方法對(duì)碳纖維(CF)進(jìn)行表面改性處理,并對(duì)其進(jìn)行掃描電子顯微鏡的形貌表征。3.聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備工藝。采用熔融共混的方法,利用SJ-35雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,制備出聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料。對(duì)聚合物基復(fù)合材料進(jìn)行熱性能、力學(xué)性能的測(cè)試并通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)其進(jìn)行形貌表征。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分別從填充量、填料種類、復(fù)配比例和粒徑大小四個(gè)方面對(duì)聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料進(jìn)行性能分析；并通過(guò)修正后的導(dǎo)熱模型進(jìn)行理論值的計(jì)算,與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比。4.單板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析。根據(jù)熱力學(xué)第一定律推導(dǎo)出熱傳導(dǎo)控制方程,給出了其應(yīng)用的初始條件和邊界條件。通過(guò)在單板上設(shè)計(jì)肋片的方法,增大散熱面積,來(lái)提高散熱效率�？梢杂�(jì)算出單板的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、熱流密度、肋片效率、導(dǎo)熱熱阻及熱流量。把Pro/e做出的單板模型導(dǎo)入到Ansys中進(jìn)行導(dǎo)熱模擬分析。
【關(guān)鍵詞】：單板散熱 導(dǎo)熱復(fù)合材料 改性 導(dǎo)熱機(jī)理 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域11-13
• 1.2.1 電機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用11-12
• 1.2.2 電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用12
• 1.2.3 LED封裝領(lǐng)域的應(yīng)用12-13
• 1.3 聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 本征型導(dǎo)熱高分子材料的研究進(jìn)展13-14
• 1.3.2 填充型導(dǎo)熱高分子材料的研究進(jìn)展14-18
• (1) 金屬類填充型導(dǎo)熱高分子材料14-15
• (2) 陶瓷類填充型導(dǎo)熱高分子材料15-16
• (3) 碳類填充型導(dǎo)熱高分子材料16-17
• (4) 混雜填料填充型導(dǎo)熱高分子材料17-18
• 1.4 電子元器件單板的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.5 論文的研究意義、研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.5.1 研究意義19
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第二章 導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的作用機(jī)理21-29
• 2.1 聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱機(jī)理21-23
• 2.2 導(dǎo)熱填料的處理方法23-25
• 2.2.1 偶聯(lián)劑的作用機(jī)理23-25
• (1) 化學(xué)鍵理論24
• (2) 表面浸潤(rùn)理論24
• (3) 變形層理論24-25
• 2.2.2 表面活性劑的作用機(jī)理25
• 2.3 導(dǎo)熱率計(jì)算及其修正25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 單板用聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料制備及分析測(cè)試29-61
• 3.1 高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的體系設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30-32
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及其來(lái)源30-32
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)所用生產(chǎn)設(shè)備及其來(lái)源32
• 3.3 聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備32-60
• 3.3.1 填料的表面改性處理32-34
• 3.3.1.1 表面化學(xué)改性處理方法32-34
• 3.3.1.2 酸化處理表面改性方法34
• 3.3.2 性能表征34-36
• 3.3.2.1 導(dǎo)熱填料的表面性能表征34
• 3.3.2.2 聚合物基復(fù)合材料的熱性能表征34-35
• 3.3.2.3 聚合物基復(fù)合材料的物理性能表征35
• 3.3.2.4 聚合物基復(fù)合材料的力學(xué)性能表征35-36
• 3.3.3 聚合物基復(fù)合材料的形貌表征36
• 3.3.4 聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備36-39
• 3.3.5 結(jié)果與討論39-60
• 3.3.5.1 表面改性處理后導(dǎo)熱填料的表征及分析39-43
• 1. 經(jīng)表面改性處理后氧化鎂表面基團(tuán)的分析39-40
• 2. 經(jīng)表面改性處理后氧化鎂的形貌表征及分析40-41
• 3. 經(jīng)表面改性處理后碳纖維的形貌表征及分析41-43
• 3.3.5.2 填充量對(duì)聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響43-51
• 1. 無(wú)機(jī)填料MgO填充量對(duì)MgO/PA6復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響43-47
• 2. 碳類填料CF填充量對(duì)CF/PA6復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響47-51
• 3.3.5.3 填料種類對(duì)聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料性能的影響51-54
• 3.3.5.4 填料復(fù)配比例對(duì)聚合物基復(fù)合材料性能的影響54-58
• 3.3.5.5 填料粒徑大小對(duì)聚合物基復(fù)合材料性能的影響58-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第四章 單板散熱的計(jì)算及數(shù)值模擬61-74
• 4.1 熱傳導(dǎo)的理論基礎(chǔ)及計(jì)算61-62
• 4.2 導(dǎo)熱微分方程及初始條件和邊界條件62-64
• 4.3 單板數(shù)學(xué)模型的建立及計(jì)算64-67
• 4.4 幾種單板散熱設(shè)計(jì)熱效率的數(shù)值模擬分析67-73
• 4.4.1 散熱過(guò)程的模擬分析67-73
• 4.4.2 數(shù)值模擬分析結(jié)果的比較73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 第五章 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷80

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