导热填料的结构设计及其环氧树脂复合材料

发布时间：2021-05-26 19:38

　　电子设备的高性能化,推动了半导体集成电路向超大规模、高密度、高功率和超高速方向迅速发展,将器件运行产生的热量快速传导成为难题。选择合适材料、实现有效的热管理成为电子行业技术进步的关键。同时,电子设备轻量化,使兼具质轻、绝缘、耐蚀等特性的高分子材料受到青睐,但本征热导率低的缺点限制了其应用。填充导热填料是提高聚合物导热性能的有效方法,也是当前导热高分子材料的重要研究方向。本论文以不同尺寸、维度的导热填料为对象,设计、制备不同填料体系,并与环氧树脂复合,优化环氧树脂复合材料的加工特性,提升复合材料的导热等性能,并研究导热填料的结构对复合材料微观形貌和综合性能的影响。论文的主要工作如下:1.选用粒径比为6的二元微米球形氧化铝（S-Al₂O₃）,与环氧树脂复合。通过调控小粒径S-Al₂O₃在混合填料中的体积占比（Xs）,提高复合材料的理论最大填充体积分数,从而改善高填充复合体系的加工流动性。当Xs=0.2时,填充量为50 vol%的环氧树脂/二元S-Al₂O₃复合... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 导热基本理论
    1.3 导热高分子材料
        1.3.1 本征型导热高分子材料
        1.3.2 填充型导热高分子材料
        1.3.3 导热模型
    1.4 环氧树脂基导热复合材料
        1.4.1 环氧树脂的结构与固化反应
        1.4.2 环氧树脂/金属纳米线导热复合材料
        1.4.3 环氧树脂/无机导热填料复合材料
        1.4.4 环氧树脂/碳纳米填料导热复合材料
    1.5 论文的选题意义与主要内容
    参考文献
2 环氧树脂/二元球形氧化铝复合材料
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料与试剂
        2.2.2 二元球形填料的比例设计
        2.2.3 环氧树脂/二元S-Al_2O_3 复合材料的制备
        2.2.4 结构与性能表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 二元S-Al_2O_3 对环氧树脂流变特性的影响
        2.3.2 环氧树脂/二元S-Al_2O_3 复合材料的导热性能
        2.3.3 环氧树脂/二元S-Al_2O_3 复合材料的力学性能
        2.3.4 环氧树脂/二元S-Al_2O_3 复合材料的动态力学性能
        2.3.5 环氧树脂/二元S-Al_2O_3 复合材料的热膨胀特性
        2.3.6 环氧树脂/二元S-Al_2O_3 复合材料的介电性能
    2.4 本章小结
    参考文献
3 环氧树脂/氮化硼纳米片负载银颗粒复合材料
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料与试剂
        3.2.2 氮化硼纳米片负载银颗粒(BNNS@AgNPs)的结构设计与制备
        3.2.3 环氧树脂/BNNS@AgNPs复合材料的制备
        3.2.4 结构与性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BNNS@AgNPs的结构分析
        3.3.2 固化前环氧树脂复合体系的流变特性
        3.3.3 复合材料断面的形貌结构
        3.3.4 环氧树脂/BNNS@AgNPs复合材料热处理条件的确定
        3.3.5 环氧树脂/BNNS@AgNPs复合材料的导热性能
        3.3.6 环氧树脂/BNNS@AgNPs复合材料的力学性能和热稳定性
    3.4 本章小结
    参考文献
4 环氧树脂/二氧化硅包覆石墨烯复合材料
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料与试剂
        4.2.2 石墨烯的结构设计及表面修饰
        4.2.3 环氧树脂/TRGO@SiO_2 复合材料的制备
        4.2.4 结构与性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 GO与 TRGO的结构分析
        4.3.2 GO@SiO_2 的结构分析
        4.3.3 TRGO@SiO_2 的结构分析
        4.3.4 固化前环氧树脂复合体系的流变特性
        4.3.5 环氧树脂/TRGO@SiO_2 复合材料的断面结构
        4.3.6 环氧树脂/TRGO@SiO_2 复合材料的导热性能
        4.3.7 环氧树脂/TRGO@SiO_2 复合材料的力学性能和热稳定性
    4.4 本章小结
    参考文献
5 环氧树脂/介孔二氧化硅包覆石墨烯复合材料
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料与试剂
        5.2.2 硅烷偶联剂接枝介孔二氧化硅包覆石墨烯的结构设计与制备
        5.2.3 环氧树脂/TRGO@GMSiO_2 复合材料的制备
        5.2.4 结构与性能表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 TRGO@GMSiO_2 的结构分析
        5.3.2 环氧树脂/TRGO@GMSiO_2 复合材料断面形貌
        5.3.3 固化前环氧树脂/TRGO@GMSiO_2 复合体系的流变特性
        5.3.4 环氧树脂/TRGO@GMSiO_2 复合材料的导热性能
        5.3.5 环氧树脂/TRGO@GMSiO_2 复合材料力学性能和热稳定性
    5.4 本章小结
    参考文献
6 全文总结和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
附录Ⅰ 攻读博士学位期间的成果目录
附录Ⅱ攻读博士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化硅表面修饰硅烷偶联剂APTS的过程和机制[J]. 乔冰,高晗,王亭杰,金涌.  化工学报. 2014(07)
[2]微纳米电子器件散热过程中的物理问题[J]. 周俊,李保文.  物理. 2013(02)
[3]硅烷修饰对环氧树脂/纳米介孔MCM-41复合材料性能的影响[J]. 王娜,梁艳,张军旗,李明天,张劲松.  材料研究学报. 2005(01)
[4]超拉伸聚乙烯的弹性模量和导热性能[J]. 蔡忠龙,黄元华,杨光武.  高分子学报. 1997(03)



本文编号：3206946