石墨烯/环氧树脂复合材料导热性能研究
发布时间：2021-03-09 22:51
以环氧树脂为代表的高分子聚合物在电子设备、电子封装和航空航天领域中有着广泛的用途。随着电子行业的发展,高性能电子元件在工作时会产生大量热量,过量的热量会对系统本身造成伤害。在高功耗系统中使用高导热材料或热界面材料消耗热量,提高散热性能是有其必要性的。通常来说,虽然环氧树脂具有低密度、易加工和耐腐蚀的优点在工业生产中得到大量应用,但是较低的热导率（0.2 W/mk）限制了其在高性能系统中的进一步发展。为了克服这个问题,在环氧树脂中加入高热导率的填料以提高环氧树脂复合材料的导热性能是一种简单直接而有效的方案。本论文就环氧树脂复合材料的填料制备和导热性能研究展开如下工作：1.我们使用不同尺寸的石墨烯纳米微片分散在环氧树脂基体中,形成具有高热导率的石墨烯微片/环氧树脂纳米复合材料。在相对较低的填充量（40 wt%）下,所制备的复合材料的热导率达到了3.0W/mK,远远高于纯环氧树脂0.2 W/mK的热导率。这种超高的热导率是通过高度分散的二维结构石墨烯微片之间充分的接触所形成的导热网络而实现的。在加压固化过程中,填料之间的相互接触更为有效,所制备的石墨烯微片/环氧树脂复合材料的缺陷密度更低。值...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 导热概述
1.1.1 基本导热概述
1.2.1 复合材料导热概述
1.2 石墨烯概述
1.2.1 引言
1.2.2 制备方法
1.2.2.1 机械剥离法
1.2.2.2 化学气相沉积法
1.2.2.3 氧化还原法
1.3 应用前景
1.3.1 电磁屏蔽与吸波材料
1.3.2 电池与超级电容器
1.3.3 导热性能与热管理材料
1.3.3.1 石墨烯的导热理论
1.3.3.2 石墨烯本征热导率测试实验
第二章 石墨烯尺寸对环氧树脂复合材料的导热性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验主要原料
2.2.2 石墨烯/环氧树脂的制备
2.2.3 表征与测试
2.2.3.1 导热测试
2.2.3.2 扫描电镜
2.2.3.3 拉曼光谱
2.3 结果与讨论
2.3.1 石墨烯微片的尺寸表征及缺陷密度
2.3.2 石墨烯微片在环氧树脂基体中的分散
2.3.3 石墨烯环氧树脂复合材料的导热性能
2.3.4 石墨烯/银/环氧树脂杂化复合材料的导热性能
2.4 本章小结
第三章 石墨烯改性对环氧树脂复合材料的导热性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验主要原料
3.2.2 3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的石墨烯微片（APTES-BONDS GNPs）的制备
3.2.3 石墨烯/环氧树脂的制备
3.2.4 表征与测试
3.2.4.1 导热测试
3.2.4.2 红外光谱
3.2.4.3 热失重分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 APTES对石墨烯微片的表面修饰
3.3.2 石墨烯微片/环氧树脂的热导率
3.3.3 石墨烯微片/环氧树脂的热导模型
3.4 本章小结
第四章 石墨烯包裹四针状氧化锌环氧树脂复合材料的导热性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验主要原料
4.2.2 制备过程
4.2.2.1 氧化石墨的制备
4.2.2.2 表面修饰APTES的氧化锌晶须的制备
4.2.2.3 不同方法还原的氧化还原石墨烯包裹的氧化锌晶须的制备
4.2.2.4 不同方法还原的氧化还原石墨烯包裹的氧化锌环氧树脂复合材料的制备
4.2.3 表征与测试
4.2.3.1 导热测试
4.2.3.2 红外光谱
4.2.3.3 热失重分析
4.2.3.4 扫描电镜
4.2.3.5 拉曼光谱
4.2.3.6 X射线衍射图谱
4.2.3.7 X射线电子衍射能谱
4.3 结果与讨论
4.3.1 氧化石墨烯包裹的氧化锌晶须的表征
4.3.2 还原氧化石墨烯包裹的氧化锌的表征
4.3.3 不同氧化还原石墨烯包裹的氧化锌环氧树脂复合材料的导热性能
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件
本文编号：3073609
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 导热概述
1.1.1 基本导热概述
1.2.1 复合材料导热概述
1.2 石墨烯概述
1.2.1 引言
1.2.2 制备方法
1.2.2.1 机械剥离法
1.2.2.2 化学气相沉积法
1.2.2.3 氧化还原法
1.3 应用前景
1.3.1 电磁屏蔽与吸波材料
1.3.2 电池与超级电容器
1.3.3 导热性能与热管理材料
1.3.3.1 石墨烯的导热理论
1.3.3.2 石墨烯本征热导率测试实验
第二章 石墨烯尺寸对环氧树脂复合材料的导热性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验主要原料
2.2.2 石墨烯/环氧树脂的制备
2.2.3 表征与测试
2.2.3.1 导热测试
2.2.3.2 扫描电镜
2.2.3.3 拉曼光谱
2.3 结果与讨论
2.3.1 石墨烯微片的尺寸表征及缺陷密度
2.3.2 石墨烯微片在环氧树脂基体中的分散
2.3.3 石墨烯环氧树脂复合材料的导热性能
2.3.4 石墨烯/银/环氧树脂杂化复合材料的导热性能
2.4 本章小结
第三章 石墨烯改性对环氧树脂复合材料的导热性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验主要原料
3.2.2 3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的石墨烯微片（APTES-BONDS GNPs）的制备
3.2.3 石墨烯/环氧树脂的制备
3.2.4 表征与测试
3.2.4.1 导热测试
3.2.4.2 红外光谱
3.2.4.3 热失重分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 APTES对石墨烯微片的表面修饰
3.3.2 石墨烯微片/环氧树脂的热导率
3.3.3 石墨烯微片/环氧树脂的热导模型
3.4 本章小结
第四章 石墨烯包裹四针状氧化锌环氧树脂复合材料的导热性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验主要原料
4.2.2 制备过程
4.2.2.1 氧化石墨的制备
4.2.2.2 表面修饰APTES的氧化锌晶须的制备
4.2.2.3 不同方法还原的氧化还原石墨烯包裹的氧化锌晶须的制备
4.2.2.4 不同方法还原的氧化还原石墨烯包裹的氧化锌环氧树脂复合材料的制备
4.2.3 表征与测试
4.2.3.1 导热测试
4.2.3.2 红外光谱
4.2.3.3 热失重分析
4.2.3.4 扫描电镜
4.2.3.5 拉曼光谱
4.2.3.6 X射线衍射图谱
4.2.3.7 X射线电子衍射能谱
4.3 结果与讨论
4.3.1 氧化石墨烯包裹的氧化锌晶须的表征
4.3.2 还原氧化石墨烯包裹的氧化锌的表征
4.3.3 不同氧化还原石墨烯包裹的氧化锌环氧树脂复合材料的导热性能
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
作者和导师简介
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本文编号：3073609
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