球形氧化铝粉体在陶瓷和导热复合材料上的应用研究
发布时间：2021-04-29 03:46
氧化铝（A12O3）粉体因具有优异的机械性能、良好的耐高温性和化学稳定性等,在工业上得到了广泛的应用。形貌规则、分散性好的球形Al2O3粉体因具有大的堆积密度、好的流动性等促使制备的产品表现更优异的性能。本文从热等离子体制备的球形Al2O3粉体的特性出发,围绕其在两个领域的应用展开研究。第一,由于Al-O键能较高,利用Al2O3粉体制备陶瓷时需要较高的烧结活化能,进而需要较高的烧结温度。无压烧结工艺因简单易行、利于工业化等优势,在实际生产中被广泛应用,但却难以制备高致密度、高机械性能的陶瓷。第二,将Al2O3粉体作为填料制备高导热的聚合物基复合材料。由于填料的添加,在复合材料中形成大量的填料-基体界面,界面的出现严重降低热量传输的效率,即在界面处产生界面热阻,影响复合材料整体的热传输性能。针对以上两个Al2O3粉体在实际应用中出现的问题,本论文对热等离子体制备的球形Al2O3粉体的特性进行考察,开展了在高性能Al2O3陶瓷与高导热聚合物基复合材料两个应用领域的研究。主要研究内容如下:（1）首先,对热等离子体制备的球形Al2O3粉体的特性进行了研究,包括颗粒的形貌、粒径、分散性、晶型结构...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
1.1 引言
1.2 球形Al_2O_3粉体的制备技术
1.2.1 均相沉淀法
1.2.2 溶胶-乳化-凝胶法
1.2.3 滴球法
1.2.4 模板法
1.2.5 喷射法
1.3 球形Al_2O_3粉体的应用现状
1.3.1 陶瓷材料
1.3.2 催化剂载体
1.3.3 化学机械抛光磨料
1.3.4 涂层材料
1.3.5 复合材料
1.4 Al_2O_3粉体用于制备Al_2O_3陶瓷的研究现状
1.4.1 添加烧结助剂
1.4.2 细化原料粒径
1.4.3 改善烧结工艺
1.5 Al_2O_3粉体用于制备高导热聚合物基复合材料研究现状
1.5.1 Al_2O_3填料表面处理
1.5.2 不同粒径Al_2O_3填料级配
1.5.3 Al_2O_3填料与其他材料混合
1.6 论文立题背景与研究内容
1.6.1 热等离子体简介
1.6.2 热等离子体制备球形粉体
1.6.3 研究内容
第2章 热等离子体制备球形氧化铝粉体特性研究
2.1 引言
2.2 热等离子体制备球形Al_2O_3粉体
2.3 球形Al_2O_3粉体表征
2.3.1 形貌与粒径分析
2.3.2 晶型与结构分析
2.3.3 表面特性与元素组成分析
2.3.4 Al_2O_3浆料
2.4 本章小结
第3章 球形氧化铝粉体制备氧化铝陶瓷
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料(试剂)与仪器设备
3.2.2 Al_2O_3陶瓷的制备
3.2.3 样品的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 球形Al_2O_3粉体直接烧结
3.3.2 湿磨球形Al_2O_3粉体烧结
3.3.3 烧结传质与烧结动力学
3.3.4 Al_2O_3粉体结构分析
3.3.5 弹性模量和硬度
3.3.6 超细球形Al_2O_3粉体制备陶瓷探索
3.4 本章小结
第4章 制备枝状氧化铝提高酚醛树脂热导率
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料(试剂)与仪器设备
4.2.2 b-Al_2O_3和Al_2O_3/PR复合材料的制备
4.2.3 样品的表征
4.3 实验结果与分析
4.3.1 本研究中应用的球形Al_2O_3和制备的b-Al_2O_3表征与分析
4.3.2 球形Al_2O_3/PR和b-Al_2O_3/PR复合材料热传输性能表征
4.3.3 热传输机理分析与热导率模型
4.3.4 b-Al_2O_3/PR复合材料热膨胀性能
4.4 本章小结
第5章 设计网络氧化铝球提高酚醛树脂热导率
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料(试剂)与仪器设备
5.2.2 N-Al_2O_3与N-Al_2O_3/PR复合材料的制备
5.2.3 样品的表征
5.3 实验结果与分析
5.3.1 组装Al_2O_3球(A-Al_2O_3)形貌表征
5.3.2 不同烧结温度对N-Al_2O_3球结构的影响
5.3.3 网络氧化铝球(N-Al_2O_3)结构表征
5.3.4 N-Al_2O_3/PR复合材料结构表征
5.3.5 N-Al_2O_3/PR复合材料热传输性能
5.3.6 N-Al_2O_3/PR复合材料力学性能与热稳定性能
5.3.7 N-Al_2O_3/PR复合材料介电性能
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3166774
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
1.1 引言
1.2 球形Al_2O_3粉体的制备技术
1.2.1 均相沉淀法
1.2.2 溶胶-乳化-凝胶法
1.2.3 滴球法
1.2.4 模板法
1.2.5 喷射法
1.3 球形Al_2O_3粉体的应用现状
1.3.1 陶瓷材料
1.3.2 催化剂载体
1.3.3 化学机械抛光磨料
1.3.4 涂层材料
1.3.5 复合材料
1.4 Al_2O_3粉体用于制备Al_2O_3陶瓷的研究现状
1.4.1 添加烧结助剂
1.4.2 细化原料粒径
1.4.3 改善烧结工艺
1.5 Al_2O_3粉体用于制备高导热聚合物基复合材料研究现状
1.5.1 Al_2O_3填料表面处理
1.5.2 不同粒径Al_2O_3填料级配
1.5.3 Al_2O_3填料与其他材料混合
1.6 论文立题背景与研究内容
1.6.1 热等离子体简介
1.6.2 热等离子体制备球形粉体
1.6.3 研究内容
第2章 热等离子体制备球形氧化铝粉体特性研究
2.1 引言
2.2 热等离子体制备球形Al_2O_3粉体
2.3 球形Al_2O_3粉体表征
2.3.1 形貌与粒径分析
2.3.2 晶型与结构分析
2.3.3 表面特性与元素组成分析
2.3.4 Al_2O_3浆料
2.4 本章小结
第3章 球形氧化铝粉体制备氧化铝陶瓷
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料(试剂)与仪器设备
3.2.2 Al_2O_3陶瓷的制备
3.2.3 样品的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 球形Al_2O_3粉体直接烧结
3.3.2 湿磨球形Al_2O_3粉体烧结
3.3.3 烧结传质与烧结动力学
3.3.4 Al_2O_3粉体结构分析
3.3.5 弹性模量和硬度
3.3.6 超细球形Al_2O_3粉体制备陶瓷探索
3.4 本章小结
第4章 制备枝状氧化铝提高酚醛树脂热导率
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料(试剂)与仪器设备
4.2.2 b-Al_2O_3和Al_2O_3/PR复合材料的制备
4.2.3 样品的表征
4.3 实验结果与分析
4.3.1 本研究中应用的球形Al_2O_3和制备的b-Al_2O_3表征与分析
4.3.2 球形Al_2O_3/PR和b-Al_2O_3/PR复合材料热传输性能表征
4.3.3 热传输机理分析与热导率模型
4.3.4 b-Al_2O_3/PR复合材料热膨胀性能
4.4 本章小结
第5章 设计网络氧化铝球提高酚醛树脂热导率
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料(试剂)与仪器设备
5.2.2 N-Al_2O_3与N-Al_2O_3/PR复合材料的制备
5.2.3 样品的表征
5.3 实验结果与分析
5.3.1 组装Al_2O_3球(A-Al_2O_3)形貌表征
5.3.2 不同烧结温度对N-Al_2O_3球结构的影响
5.3.3 网络氧化铝球(N-Al_2O_3)结构表征
5.3.4 N-Al_2O_3/PR复合材料结构表征
5.3.5 N-Al_2O_3/PR复合材料热传输性能
5.3.6 N-Al_2O_3/PR复合材料力学性能与热稳定性能
5.3.7 N-Al_2O_3/PR复合材料介电性能
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3166774
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