石墨纳米碳/聚合物导热复合材料制备与性能研究

发布时间：2022-12-08 22:24

　　无机填料与聚合物基体之间的界面热阻是阻碍填充型复合材料导热性能的关键因素。本论文选择石墨碳纳米颗粒（GCPs）、氧化石墨烯（GO）以及多层石墨烯（MLG）为导热填料,以苯并噁嗪、环氧树脂为基体,制备石墨纳米碳/聚合物导热复合材料,系统研究GCPs石墨化度、GO烷基功能化和MLG纸表面树脂吸附对复合材料热导率的影响,结合有效介质理论求算填料与基体之间的界面热阻,为提升复合材料导热性能提供指导。具体内容如下:以葡萄糖和硝酸镍作为碳源和催化剂,通过水热配位-热解炭化路线,控制炭化温度（700°C-1300°C）制备了不同石墨化度的石墨碳纳米粒子（GCPs）。透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）以及拉曼光谱证实,GCPs的石墨化度随炭化温度升高逐渐增大。变温和变功率拉曼测试求算GCPs薄膜的第一温度系数χ_G和G声子频率随激光加热功率变化量δω/δP,进而估算GCPs薄膜热导率。将GCPs与双酚A-苯胺型苯并噁嗪（BA-a）通过共混、固化制备复合材料（poly（BA-a）/GCPs）。激光导热仪测试材料热导率,发现当GCPs炭化温度从700°C升至1100°C,p... 

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 物质导热的基本概念
    1.2 导热复合材料
        1.2.1 导热填料
        1.2.2 复合材料导热性能影响因素
    1.3 导热模型
        1.3.1 微观力学模型
        1.3.2 有限元模型
        1.3.3 界面热阻模型
    1.4 测试技术
        1.4.1 瞬态热线法
        1.4.2 激光闪光法
        1.4.3 3-?法
        1.4.4 激光共焦拉曼光谱法
        1.4.5 其他热导率测量方法
    1.5 本课题的提出
第二章 石墨碳纳米粒子/苯并噁嗪导热复合材料的晶格导热效应
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要试剂及仪器设备
        2.2.2 GCPS的制备
        2.2.3 苯并噁嗪(BA-a)单体的制备
        2.2.4 BA-a/GCPs聚合物复合材料制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 GCPS的结构表征
        2.3.2 GCPS热导率测试
        2.3.3 Poly(BA-a)/GCPs的结构表征
        2.3.4 Poly(BA-a)/GCPs复合材料热导率测试
        2.3.5 界面热阻计算
    2.4 本章小结
第三章 烷基功能化对石墨烯/环氧树脂复合材料导热性能影响研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要试剂及仪器设备
        3.2.2 烷基化石墨烯的制备
        3.2.3 烷基化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 烷基化石墨烯的表征
        3.3.2 烷基化石墨烯热导率测试
        3.3.3 复合材料断面形貌表征
        3.3.4 复合材料动态力学性能
        3.3.5 复合材料热导率测试
        3.3.6 界面热阻计算
    3.4 本章小结
第四章 环氧树脂浸润对石墨烯纸导热性能影响研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要试剂及仪器设备
        4.2.2 环氧树脂浸润石墨烯纸的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MLG的形貌和结构表征
        4.3.2 石墨烯纸表征
        4.3.3 石墨烯纸热导率测试
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯及其聚合物纳米复合材料[J]. 张力,吴俊涛,江雷.  化学进展. 2014(04)

硕士论文
[1]石墨烯导热纳米复合材料的研究[D]. 郭文满.华侨大学 2013



本文编号：3714245