【正文】 （ 4）改性后的 Al2O3 制備出的復合材料其吸水性能下降，這一性能，在封裝材料上有很大的應用。 0 10 20 30 40 500102030405060708090100110120130140 導熱率提高百分比(%)氧化鋁含量(wt%) 未改性 改性 圖 河北工業(yè)大學 2020屆本科畢業(yè)論文 12 三點彎曲測試結(jié)果 三點彎曲的測試結(jié)果如下圖 0 10 20 30 40 50859095100105110115彎曲強度（Mpa）氧化鋁含量（ wt%）未改性 改性 圖 改性 Al2O3和未改性 Al2O3填充環(huán)氧樹脂制得復合材料的彎曲強度 從圖中可以得出，隨著 Al2O3 含量的增加，彎曲強度先增大后減小，在填充量 30wt%時，達到最大值。 吸水性測試 取每個組分的樣條，要求體積、表面積、質(zhì)量大小一致，將這些樣條在 60oC的真空干燥箱中干燥 24h 后，對每個樣條稱取質(zhì)量、記錄，然后，將其均放在常溫蒸餾水中浸泡 24h 取出，用脫脂棉將表面水分擦干，再依次稱重，觀察分析兩次質(zhì)量的變化，計算出吸水率。在 25oC 下抽真空約 2h，至溶液中無氣泡后于常壓下固化。由前面的論述，我們知道非金屬材料的導熱主要靠聲子，界面面積增大會使兩相間聲子散射，增大熱傳導阻力。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復合材料的導熱系數(shù)會隨 Al2O3 用量的增加而增加，當 Al2O3的填充量達到 50 wt%時，復合材料的導熱系數(shù)可以達到 (m 環(huán)氧樹脂導熱率的研究 制備 高導熱性能 的 環(huán)氧樹脂方法有兩種，一是直接合成結(jié)晶性高或高取向度的本體環(huán)氧樹脂，這種方法制備過程復雜，成本較高，沒有被廣泛采用。 用來制備復合材料的原料種類有很多，塑料基材料是其中的一種，它是發(fā)展較快、被應用最廣泛的，原因是其具有絕緣性好、質(zhì)量輕、成本低、制備簡單等優(yōu)點。之前的傳統(tǒng)金屬材料，導熱性 能良 好，但是有不耐腐蝕、導電、質(zhì)量重、成本較高等缺點，不能滿足科技日益發(fā)展的需求，于是人們逐漸采用一些高分子材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料。顯在型的又分為加成聚合型和催化型兩種，加成聚合型就是 在反應時， 使環(huán)氧基開環(huán) 再 進行聚合反應，最終參與到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中；催化型是以陽離子或陰離子 的形式 打開環(huán)氧基 開始發(fā)生 加成聚合反應，最終不參與到網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)中。 Kozako 等在環(huán) 氧樹脂中添加 60 vol%，粒徑為 10μ m 的 Al2O3 得到導熱系數(shù)為 (m當填料添加量相同時，填料自身的導熱系數(shù)越大，制備出的復合材料的導熱性越好。 圖 Al2O3表面改性原理 固化 劑用量的確定 胺類作為固化劑時其用量的多少可用下式計算： 胺類用量 =MG/Hn % 式中， M為胺的分子量， Hn為固化劑含有的活潑氫的數(shù)目， G是環(huán)氧值（每100g 環(huán)氧樹脂中所含的環(huán)氧當量數(shù)）。 1oC ，每組測量三根樣條，載荷的下降速度是 2mm/min，初始附加力 4N 左右。對于填充型環(huán)氧樹脂來說，填料與基體的相容性是影響導熱系數(shù)的一重要因素，當對 Al2O3 接枝改性后，改變了其表面積，使其在基體中的分散性更好，提高了與基體的相容性，故改性后的材料的導熱性比未改性的要好。 K)，改性的導熱系數(shù)是 (m在這幾個月的實驗期間， 我 知道了書本知識與實踐相聯(lián)系的重要性，并逐漸的將書本知識運用到實驗中。當添加量相同時，改性后的 Al2O3比未改性的 Al2O3制備出的環(huán)氧樹脂復合材料的彎曲強度要大，這是因為改性后， Al2O3 在樹脂基體中分 散均勻，且與基體環(huán)氧樹脂的相容性有所提高，界面結(jié)合能力較強，在裂紋擴展過程中，能充分吸收、傳遞、分散材料所受的應力，從而提高材料的彎曲強度。圖 為改性和未改性的 Al2O3的紅外譜圖。 導熱系數(shù)測試 (TC 3000) 熱導率是單位厚度、單位面積、溫度相差 1oC 時，在單位時間內(nèi)通過的熱量，是材料傳導熱量的基本熱性能參數(shù) ，單位 W/(m原因可能是填料尺寸分布影響的。固體內(nèi)部導熱是通過光子、電子、聲子等導熱載流子 來完成 的。金屬類填料就是我們常見的金屬，像銅、銀、金、鎳和鋁等；碳類填料是無定形碳、石墨、金剛石、石墨烯和碳納米管等；陶瓷類填料是用的最 多的一類，包括氮化硼 (BN)、氮化鋁 (AlN)、碳化硅 (SiC)、氮化硅 (Si3N4)、氧化鎂 (MgO)、氧化鈹 (BeO)、氧化鋅 (ZnO)、氧化鋁 (Al2O3)、氧化硅 (SiO2)等。但是，為了滿足需要，須對環(huán)氧樹脂材料進行改 進。為了有效提高材料的導熱性，本實驗對氧化鋁進行硅烷偶聯(lián)劑接枝改性，通過 IR證明表面修飾成功。例如，粘接強度，固化收縮率小，介電性能良好，化學性質(zhì)穩(wěn)定，工藝性好等，可用作澆鑄料、模壓料、涂料、膠粘劑、層壓材料等以直接或間接使用的形式滲透到從日常生活用品到高新技術(shù)領域的國民經(jīng)濟的各個方面。 K)。當填料較河北工業(yè)大學 2020屆本科畢業(yè)論文 4 少時，決定復合材料的導熱性能的最主要是聚合物的熱導率 ，聚合物本身的熱導率高，則復合材料的導熱性就好 ； 隨著填料的增多， 當填料含量達到某一臨界值時，部分填料間 彼此 接觸，形成局部的導熱鏈或?qū)峋W(wǎng)。混合填料會比單一填料在提高材料導熱性能上效果要好。 本實驗采用微機控制電子萬能試驗機 CMT 6104 來對材料的力學性能進行測量，先將模具中制得的樣條利用拋光機修飾成做彎曲測試的樣條，尺寸為 80mm 10mm 4mm（長寬厚），然后將樣條放在一定距離的兩個支撐點上，樣條跨距為 64mm，在兩個支撐點中點上方施加向下的載荷，樣條的 3 個接觸點形成相等的兩個力矩時即發(fā)生三點彎曲，樣條于中點處發(fā)生斷裂。 復合材料導熱性能測試結(jié)果 按照如上所說的測試方法進行了導熱系數(shù)的測試，測試結(jié)果如下。 表 Al2O3填充環(huán)氧樹脂制 備出的復合材料的吸水率 0 10 20 30 40 500 .1 60 .1 80 .2 00 .2 20 .2 40 .2 60 .2 80 .3 00 .3 20 .3 40 .3 60 .3 8 吸水率(%)氧化鋁含量(wt%)未改性 改性 圖 Al2O3填充環(huán)氧樹脂制備出的復合材料的吸水率 吸水率（ %） 0 10 20 30 40 50 原始 Al2O3 0． 3729 改性 Al2O3 河北工業(yè)大學 2020屆本科畢業(yè)論文 15 結(jié) 論 本文以環(huán)氧樹脂 E51 為基體，以 Al2O3為填料，并對 Al2O3進行硅烷偶聯(lián)劑 接枝 改性，制備出了填充型環(huán)氧 樹脂 復合材料。在 剛到實驗室時，自己的動手能力還很差，經(jīng)常會出一些錯誤，可 以說 自己 不能獨立完成實驗，后來在楊曦師姐的細心幫助和耐心指導下，自己的動手能力有了很大的提高，自己能很好的完成實驗，并且對實驗有了更深的了解，對我以后有很大的幫助，再次感謝 張老師和 楊曦師姐！ 在對實驗樣品做測試時，劉盤閣老師和袁金鳳老師也給與我?guī)椭?幫我解答問題， 讓我對紅外測譜儀和電子萬能試驗機有了了解，后來可以獨自完成測試并做出正確的分析，在此表示感謝！ 在畢業(yè)實驗期間，實驗室里的其他師兄和師姐給與了我很大的幫助，在實驗遇到困難時，我們一起交流，他們一起給我出謀劃策，幫助我解