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氮化铝/环氧树脂复合材料的导热与绝缘性能

作　者: 侯金星
导　师: 廖永贵
学　校: 华中科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 环氧树脂氮化铝导热绝缘流变特性
分类号: O633.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 43次
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内容摘要

本文以双酚A型环氧树脂（epoxy）作为基体，氮化铝（AlN）粉末作为填料，通过高速分散混合的方法，制备了AlN/epoxy复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、热失重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、旋转流变仪、热导仪、高阻计和击穿电压测试仪等研究了填料含量、粒径和复配等因素对AlN/epoxy复合材料的结构与性能的影响。结果表明，AlN填料能够均匀分散在epoxy基体中，无明显团聚现象，与epoxy复合并未破坏AlN的晶体结构。AlN使复合材料的热分解温度略有降低；玻璃转变温度随AlN含量的增加而逐渐降低。AlN对复合材料的体积电阻率和介电强度没有明显的影响，复合材料保持较好的电绝缘性，可用作绝缘材料。随着AlN填料量增加，复合体系的表观粘度和剪切应力显著增大，剪切变稀现象也越明显。温度越高或剪切速率越快，复合体系的表观粘度越低。相同条件下，微米填料粒径越大复合体系的表观粘度越低。填料经过复配比使用单一粒径的填料能提高复合材料的加工性能。AlN填料量越高，复合材料的热导率越大，在高填充量时填料粒径越大复合材料的热导率越大。当6.3μm氮化铝填充量为30vol%时，复合材料的热导率达0.44W/(m·K)，比纯epoxy的热导率提高了120%。复配填料比起单一粒径填料，未能显著提高复合材料的热导率。将热导率测试结果与导热模型进行拟合比对，发现Nielsen-Lewis模型最符合实验值；在Maxwell-Eucken模型基础上引入修正因子，建立的新导热模型能较好地预测AlN/epoxy复合材料的热导率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 文献综述  9-28
  1.1 引言  9-10
  1.2 物质导热机理  10-16
  1.3 导热绝缘高分子研究现状  16-23
  1.4 复合材料的导热模型  23-26
  1.5 本论文的研究目的、意义和主要内容  26-28
2 实验部分  28-36
  2.1 前言  28-29
  2.2 实验原料  29-30
  2.3 主要实验仪器  30-31
  2.4 样品的制备  31-34
  2.5 结构与性能表征  34-36
3 结果与讨论  36-80
  3.1 AlN/epoxy 复合材料的晶型结构  36-38
  3.2 AlN/epoxy 复合材料的热性能  38-42
  3.3 AlN/epoxy 复合材料的微观形貌  42-44
  3.4 AlN/epoxy 复合材料的流变特性  44-64
  3.5 AlN/epoxy 复合材料的导热性能  64-74
  3.6 AlN/epoxy 复合材料的电学性能  74-80
4 结论  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-88
附录攻读硕士学位期间发表论文  88

氮化铝/环氧树脂复合材料的导热与绝缘性能

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