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不饱和环氧树脂/氮化铝复合材料的导热绝缘性能

作　者: 陈虎
导　师: 解孝林；周兴平
学　校: 华中科技大学
专　业: 化学工程
关键词: 导热绝缘复合材料氮化铝流变性能不饱和环氧树脂
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

导热绝缘高分子复合材料以其优异的绝缘性能和良好的导热性能,在电子封装和元器件散热领域得到了广泛应用。本文以不饱和环氧树脂为基体,采用无机氮化铝(AlN)颗粒为导热填料,利用砂磨机分散制备了环氧树脂导热绝缘复合材料。借助旋转流变仪对固化前的不饱和环氧树脂/AlN体系进行了流变分析,运用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析仪、高阻计、导热系数测定仪等手段研究了AlN含量及粒径对复合材料的微观结构、热稳定性、电绝缘性及导热性能的影响,并将复合材料的实验值与不同的导热模型结果进行了比对。得出了如下结论:砂磨机能将微米级的氮化铝颗粒均匀地分散在不饱和环氧树脂基体中,且砂磨机的分散过程及不饱和环氧树脂的固化过程没有改变氮化铝的晶型结构;氮化铝的加入使体系固化前的流动性变差,且其流变性能受温度的影响较大;当氮化铝填充量较大时,不饱和环氧树脂体系表现出明显的非牛顿流体的剪切变稀行为;添加氮化铝明显提高了不饱和环氧树脂复合材料的热稳定性;复合材料的体积电阻率随着氮化铝含量的增加呈上升趋势,而其介电损耗和击穿性能略有下降。在不饱和环氧树脂基体中添加氮化铝粉体能明显地提高复合材料的导热系数,当填充质量分数为66.4%的氮化铝粉体时,可得到导热系数为0.43W/(m·K)的复合材料,比不饱和环氧树脂基体提高了1.4倍。氮化铝粒径的大小对体系的导热影响较大,体系的填充量较小时,粒径大的氮化铝的导热性能较好,但当体系的填充量较大时,粒径小的氮化铝的导热性能优势明显。将不饱和环氧树脂/氮化铝复合材料的导热性能实验值与不同的导热模型分析结果进行比对,发现Bruggeman模型和Hamilton-Crosser模型能较好地预测该体系的导热系数。

不饱和环氧树脂/氮化铝复合材料的导热绝缘性能

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