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正文內(nèi)容

高導(dǎo)熱環(huán)氧樹(shù)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(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(méi)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??墒?,最近的研究發(fā)現(xiàn),并沒(méi)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(duì)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(duì)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(duì)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(shù)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(rùn)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(wú)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(chēng)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?jī)x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(guó)BRUCK公司微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)CMT6104深圳新三思計(jì)量公司場(chǎng)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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)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(lèi)作為固化劑時(shí)其用量的多少可用下式計(jì)算: 胺類(lèi)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(shù)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(shù)脂復(fù)合材料的制備 Al2O3/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的具體制備過(guò)程:首先稱(chēng)取50g環(huán)氧樹(shù)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(wú)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(cè)試與表征 紅外測(cè)試 采用傅立葉紅外(FTIR):Bruker公司 Vector22對(duì)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(cè)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(guò)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(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)量。先將制備出的材料制成40mm20mm(長(zhǎng)寬,)大小的試樣,將探測(cè)器置于兩塊相同的試樣之間(保證探測(cè)器與材料接觸緊密,無(wú)空氣進(jìn)入),在室溫下進(jìn)行測(cè)量,樣品共測(cè)量5次,最后取平均值。主要測(cè)試條件:室溫23oC177。1oC,慢速測(cè)量,間隔5min。 三點(diǎn)彎曲測(cè)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
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