高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 04:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 響： （1）填料自身的導(dǎo)熱系數(shù)以及添加量的多少。當(dāng)填料添加量相同時(shí)，填料自身的導(dǎo)熱系數(shù)越大，制備出的復(fù)合材料的導(dǎo)熱性越好。填料的添加量，每一種填充型復(fù)合材料，都有最合適的填充量，當(dāng)填料本身的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于聚合物導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，隨著高導(dǎo)熱填料添加分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合體系的導(dǎo)熱系數(shù)增大；當(dāng)填料本身的導(dǎo)熱系數(shù)并沒有遠(yuǎn)大于聚合物導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，其添加量還有其他方面的限制，會(huì)有一個(gè)最適合的量。 （2）填料的尺寸和形狀。由前面的論述，我們知道非金屬材料的導(dǎo)熱主要靠聲子，界面面積增大會(huì)使兩相間聲子散射，增大熱傳導(dǎo)阻力。因此我們推斷，當(dāng)填充量相同時(shí)，如果填料尺寸越大，那么界面面積就越小，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性就越好。可是，最近的研究發(fā)現(xiàn)，并沒有得出這樣的結(jié)果，反而是尺寸越小，導(dǎo)熱性越好。原因可能是填料尺寸分布影響的。填料的形狀對導(dǎo)熱性也有著重要影響，前人的研究表明，具有高比表面積的填料如晶須狀和片狀填料會(huì)使得材料的導(dǎo)熱性能更高。 （3）填料的微觀分布。當(dāng)填料的添加量較多時(shí)，填料間充分接觸，構(gòu)成網(wǎng)狀的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，此時(shí)導(dǎo)熱性大大提高，因而填料在基體中的分散性對材料的導(dǎo)熱性能有很重要的影響，可是事實(shí)證明，只追求填料在聚合物中的良好分散性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要考慮其微觀分布。 （4）混合填料對填充型復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。由于復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能受界面熱阻的影響，因此，想要提高材料的導(dǎo)熱性能，降低界面熱阻是關(guān)鍵?；旌咸盍?，一方面增加聲子傳導(dǎo)在不同晶體中的聲學(xué)錯(cuò)位，另一方面有可能降低填料之間的界面熱阻?；旌咸盍蠒?huì)比單一填料在提高材料導(dǎo)熱性能上效果要好。2 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備及試劑 實(shí)驗(yàn)所用試劑一覽表原材料備注生產(chǎn)廠家處理方法環(huán)氧樹脂(E51)環(huán)氧當(dāng)量184200南通星辰合成材料有限公司直接使用三乙烯四胺(C6H18N4)分析純天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司直接使用3氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17NO3Si)97%阿拉丁試劑公司直接使用氧化鋁(Al2O3)約10um，30W/m K(熱壓)鞏義市藍(lán)潤科技有限公司真空干燥后使用丙酮(C2H6O)分析純天津市華東試劑廠直接使用無水乙醇(C2H5OH)分析純利安隆博華（天津）醫(yī)藥化學(xué)有限公司直接使用 實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號(hào)廠家數(shù)控超聲波清洗器KQ250DB昆山市超聲儀器有限公司電熱恒溫干燥箱OG201天津天宇機(jī)電有限公司真空干燥箱DZG401天津天宇機(jī)電有限公司多功能電動(dòng)攪拌器WH840150A天津市威華實(shí)驗(yàn)儀器廠電子天平AL204梅特勒托利多儀器（上海）有限公司電子天平JY上海浦春計(jì)量儀器有限公司金相式樣拋光機(jī)P1山東省萊州市蔚儀器械制造廠循環(huán)水式真空泵SHZD(III)鞏義市英峪予華儀器廠數(shù)顯磁力攪拌器983型鞏義市英峪儀器廠導(dǎo)熱系數(shù)儀TC3000西安夏溪電子科技有限公司紅外光譜分析儀Vector22德國BRUCK公司微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)CMT6104深圳新三思計(jì)量公司場發(fā)射電子顯微鏡Nova Nano SEM450 semSEM450FEI公司 實(shí)驗(yàn)步驟 氧化鋁(Al2O3)表面修飾Al2O3表面改性的具體步驟如下：在500ml燒杯中加入經(jīng)過真空干燥后的Al2O3粉末，約為Al2O3粉末5wt% 的硅烷偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑用量10倍的無水乙醇，將配有機(jī)械攪拌槳的燒杯放置于60oC的水浴中，一邊攪拌一邊超聲波處理，至少要30min，用無水乙醇洗滌一次后，再超聲攪拌約10min，取出后用乙醇洗滌一次，抽濾后再用無水乙醇洗滌二三次，靜置30min，放于真空烘箱中，80oC干燥24h后，取出用研缽將塊狀物研磨成粉末，然后放在玻璃皿中備用。 Al2O3表面改性原理 固化劑用量的確定胺類作為固化劑時(shí)其用量的多少可用下式計(jì)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(dāng)量數(shù)）。，活潑氫數(shù)目是6，%%,實(shí)驗(yàn)中取三乙烯四胺用量為12%。 Al2O3/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備 Al2O3/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的具體制備過程：首先稱取50g環(huán)氧樹脂 E51于250ml燒杯中，按E51與溶劑丙酮質(zhì)量比為50:3的比例加入3g丙酮，再按比例加入一定量的Al2O3粉末（改性或未改性，10wt%，20wt%，30wt%，40wt%，50wt%），機(jī)械攪拌半小時(shí)，之后，加入6g三乙烯四胺固化劑，再機(jī)械攪拌約10分鐘，然后倒入模具中。在25oC下抽真空約2h，至溶液中無氣泡后于常壓下固化。固化工藝是先在20oC下常溫固化12h，再在120oC下固化3h。 復(fù)合材料制備流程圖 測試與表征 紅外測試 采用傅立葉紅外(FTIR)：Bruker公司 Vector22對改性和未改性的Al2O3進(jìn)行紅外掃描，先將Al2O3粉末和KBr粉末混合制樣，再在條件為分辨率：4cm1，掃描范圍：4000400cm1的情況下掃描，得出改性和未改性Al2O3的譜圖。 導(dǎo)熱系數(shù)測試(TC 3000)熱導(dǎo)率是單位厚度、單位面積、溫度相差1oC時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過的熱量，是材料傳導(dǎo)熱量的基本熱性能參數(shù)，單位W/(mK)。在本實(shí)驗(yàn)中采用西安夏溪科技有限公司的TC3000系列導(dǎo)熱儀對材料的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測量。先將制備出的材料制成40mm20mm（長寬，）大小的試樣，將探測器置于兩塊相同的試樣之間（保證探測器與材料接觸緊密，無空氣進(jìn)入），在室溫下進(jìn)行測量，樣品共測量5次，最后取平均值。主要測試條件：室溫23oC177。1oC，慢速測量，間隔5min。 三點(diǎn)彎曲測試(CMT 6104)彎曲強(qiáng)度σf的單位是MPa，可由下公式表示： σf=3PL/2bh2其
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1