天然鳞片石墨_环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究_孙小生
石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能
石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能酸酐固化的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）与2.5—5%重量的石墨微片增强已被制造出来。
对这些复合材料的结构，力学性能，粘弹性进行了研究和比较，XRD研究表明，对复合材料的处理并没有改变原来的纯石墨d-间距。
复合材料的拉伸性能测量表明弹性模量与拉伸强度随着石墨微片的浓度增加而增加，储能模量和玻璃化转变温度（Tg）也随着石墨微片浓度上升而上升，但是线性热膨胀系数却降低了。
热稳定性通过热重分析测定。
与纯环氧树脂相比，这种复合材料表现出较高的热稳定性和炭浓度。
通过扫描电子显微镜对这些复合材料的损伤机理加固效果进行了研究。
关键词: 石墨微片环氧树脂复合材料一．介绍对更高性能的复合材料的需求不断在增加，以满足更高的要求或取代现有的材料，高性能的连续纤维（如碳纤维，玻璃纤维）增强聚合物基复合材料是众所周知的。
然而,这些复合材料在基体性能方面具有一些不足之处，往往限制他们的广泛应用和创造发展的需要新型的复合材料。
在塑胶行业,填料的加入对聚合物材料是一种常见的操作。
这不仅提高刚度，韧性,硬度,热变形温度,以及模具收缩率,也显著降低了加工成本。
事实上,超过50%的聚合物生产都用无机填料以某种填充方式达到所希望的性能。
最常用的粒子有碳酸钙、粘土、云母、氢氧化铝、玻璃珠,和金属磷酸盐。
填料的选择往往是基于最终产品所需要的性能。
改善复合材料的机械和其他性能在很大程度上依赖于填料粒子的含量、颗粒形状和大小,表面特征和分散性。
因此,对其增韧的这些复合材料的机理很多来自于如裂纹尖端应力场,应力表面的衔接,剥离∕微裂纹和裂纹偏转等。
据报道,微米级填料填充的复合材料的性能不如那些充满了纳米粒子级相同的填料。
此外,改进后的物理性质，化学性质，如表面平整度和阻隔性能，使用传统微米大小的粒子均不能达到。
因此，近年来纳米基础的复合材料已引起相当的重视。
这些都是一些很有前景的聚合物/粘土纳米复合材料，聚合物/石墨纳米微片材料，聚合物/碳纳米管复合材料。
天然石墨鳞片表面接枝改性和热处理的研究
色、 具有 半金 属光泽 的不 透 明颗粒 ， 其微观 结构 为具 有 六 角板状 或鳞 片状 晶体结 构 。这两 点与 基片材 料 的要 求 十分相 符 。同时 ， 国 的天 然 石 墨鳞 片蕴 藏 量 高居 我 世界 第一 ， 而且 矿石 品位 高 、 量好 ， 质 和其 它 天 然 或人 工合 成 的基片材 料 如铝 片 、 三氧 化二 铁等相 比 ， 价格便 宜得 多 ， 用它作 为基 片材 料 ， 然会 大幅 降低 生产成 若 必
ｌ 概 述
随 角异色颜 料 是第 三代高 性能效 应颜 料 。 目前 市
面上 仅有 几种欧 美 产 随角 异 色颜 料 ， 价 格 均 相 当高 其 昂。因此 ， 开发 出适合 我 国国情 的生产 工艺 ， 生产 出性
２ ２ 天然 石墨鳞 片表 面 的接枝 改性 ． 在 ２ ０ｍＬ三颈 瓶 中加 入 １ ０ｍＬ蒸 馏水 ， ５ ０ 将其 置 于超 级恒 温水 浴 中 ， 升温 至 ７ ℃ ． 温 ； ０ 准确 称取 对 氨 基苯 磺酸 ０ ３ ６ｇ Ｏ ０ ２ｍｏ） 加 入 到上述 反应器 中， ． ４ （ ． ０ １，
作 者在此 采 用接枝 改性 和热处 理法 分别 对天然 石
墨鳞 片表面 进行 处理 以提 高其表 面 的亲 水性 ， 而使 从 下一步 在其 表面 进行各 种形 式的 湿化学 包覆 具有 可能 性， 为制 备随 角异色 效应 颜料 奠定基具 有亲 水性 。 使 取 ４只 ５ ＯｍＬ瓷坩埚 ， 蒸馏 水 洗净 后 置 于烘 箱 用
片 ， 业 品 ，２ 目。 工 ３５
将 １ 样 品 置 于 马弗 炉 中 ， １ ０ 下 烘 ８ ｈ 取 在 ２℃ 、 出 ， 干燥 器 中冷却 至室 温 ， 重 ； ２ 在 称 将 样品 置 于 马弗 炉 中 ， ２０ 在 ０ ℃下 烧 ６ｈ 取 出 ， 干 燥 器 中 冷 却 至 室 ， 在 温， 重； ３ 称 将 样 品置 于马弗 炉 中， ３ ０ 在 ０ ℃下烧 ４ｈ ， 取 出 ， 干燥 器 中冷却 至室温 ， 重 ； ４ 在 称 将 样 品置 于马
石墨烯基环氧树脂复合材料制备与性能优化
石墨烯基环氧树脂复合材料制备与性能优化石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶格结构，具有极高的强度、导电性和导热性以及良好的机械性能。
而环氧树脂则是一种广泛应用于复合材料制备的聚合物材料，具有良好的耐化学品性能和力学性能。
将石墨烯与环氧树脂复合可以提高材料的性能，从而满足各种工业应用的需求。
本文将讨论石墨烯基环氧树脂复合材料的制备方法和性能优化方向。
首先，石墨烯基环氧树脂复合材料的制备方法有多种途径。
其中一种常用的方法是通过机械剪切和化学改性将石墨烯导入到环氧树脂中。
这种方法可以在保持石墨烯的高导电性和导热性的同时，改善其与环氧树脂的相容性。
另一种方法是利用化学气相沉积等技术在石墨烯上形成有机功能团，然后将石墨烯与环氧树脂表面进行化学键合。
这种方法可以增加石墨烯与环氧树脂的界面结合强度，提高材料的力学性能。
石墨烯基环氧树脂复合材料的性能优化可以从多个方面进行。
首先，可以通过调整石墨烯的含量来实现性能的优化。
石墨烯的加入可以提高材料的导电性和导热性，并增加材料的强度和刚度。
然而，过高的石墨烯含量可能导致材料的断裂韧性下降。
因此，需要找到合适的石墨烯含量，以实现复合材料性能的最佳平衡。
其次，可以通过表面改性来优化石墨烯基环氧树脂复合材料的性能。
石墨烯表面的有机功能团可以改善其与环氧树脂之间的界面结合强度，并提高材料的综合性能。
例如，通过在石墨烯表面引入羟基基团，可以增加其与环氧树脂的相容性，从而提高复合材料的力学性能和热稳定性。
此外，改变环氧树脂的硬度和交联程度也可以优化石墨烯基环氧树脂复合材料的性能。
较高硬度的环氧树脂可以提高复合材料的刚度和强度，而较低硬度的环氧树脂可以增加材料的韧性。
另外，适当调节环氧树脂的交联程度可以改善材料的热稳定性和耐化学品性能。
因此，需要根据具体应用需求选择合适的环氧树脂配方。
最后，可以通过纳米复合技术来优化石墨烯基环氧树脂复合材料的性能。
纳米材料的加入可以改善材料的导电性和导热性，并增加材料的综合性能。
环氧树脂导热复合材料的研究及其应用
环氧树脂导热复合材料的研究及其应用摘要介绍了提高聚合物导热性能的两种基本途径，环氧树脂基导热复合材料的导热机理和导热模型, 概述了国内外近年来在环氧树脂复合材料导热方面的研究开发和应用情况。
关键词：环氧树脂；导热性；复合材料；研究；应用；从20世纪90年代开始,导热高分子复合材料的研究与开发成为功能性复合材料的研究热点之一,受到各国科学家的关注。
近年来, 随着工业生产和科学技术的发展,人们逐渐开发出以环氧树脂为基体的导热粘合剂、涂料和灌封材料等导热材料,来代替传统的金属材料, 解决了金属材料不耐腐蚀、导电等缺点。
但由于环氧树脂是热的不良导体,因此导热高分子材料从基础理论到产品开发,都是高分子材料研究的重要内容[1]。
一、提高聚合物导热性能的途径导热性能是聚合物重要的物理性能之一,对于热流平衡计算,研究聚合物结构与性能的关系,聚合物加工工艺条件的选择和确定及聚合物材料应用的选择和对比等有重要意义,所以受到广泛关注。
提高聚合物导热性能的途径有两种:第一,合成具有高导热系数的结构聚合物。
如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,主要通过电子导热机制实现导热;或具有完整结晶性,通过声子实现导热的聚合物,如平行拉伸HDPE ,在室温下,拉伸倍数为25倍时,平行于分子链的导热系数可达13. 4W/ m·K[2]。
第二,高导热无机物对聚合物进行填充复合制备聚合物/ 无机物导热复合材料,如四川大学高分子研究所王琪等研究了石墨填充高密度聚乙烯基导热复合材料[3] 。
二、填充型高分子复合材料导热机理填充材料自身的导热性能及其在基体中的分布情况以及与基体的相互作用，决定了聚合物基材料的导热性能[4]。
填料用量较小时,填料虽均匀分散于树脂中,但彼此间未能形成相互接触和相互作用,导热性提高不大;填料用量提高到某一临界值时,填料间形成接触和相互作用,体系内形成了类似网状或链状的结构形态,即形成导热网链。
当导热网链的取向与热流方向一致时,材料导热性能提高很快;体系中在热流方向上未形成导热网链时,会造成热流方向上热阻很大,导致材料导热性能很差[5]。
环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究
环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究环氧树脂导热复合材料是一种具有优异导热性能的新型材料，具有广泛的应用前景。
它主要由环氧树脂基体和导热填料组成，通过控制填料的种类和含量以及制备工艺，可以调控其导热性能。
本文将对环氧树脂导热复合材料的制备与性能进行研究，以期为其应用提供参考。
首先，环氧树脂在导热复合材料中的选择是关键。
一般来说，具有低粘度、高固化度和高导热性能的环氧树脂对制备导热复合材料更加有利。
可以通过改变环氧树脂的配方以及添加反应性稀释剂来调整其粘度和固化度。
同时，可以通过改变环氧树脂的交联密度来增强其热稳定性。
其次，导热填料的选择也是制备导热复合材料的关键。
常用的导热填料有金属粉末、陶瓷粉末和纳米颗粒等。
金属粉末具有较高的导热性能，但容易导致复合材料的密度增大；陶瓷粉末导热性能较低，但具有良好的耐高温性能；纳米颗粒具有较高的比表面积，可以增强导热性能。
因此，在制备导热复合材料时，需要根据具体应用需求选择合适的导热填料。
制备导热复合材料的方法有多种，包括压制法、注射法、浸渍法等。
其中，压制法是常用的方法之一、通过混合环氧树脂和导热填料，加入适量的固化剂，将混合物放入模具中加热压制，使其固化成型。
另外，在制备导热复合材料时，还可以添加一些助剂，如表面活性剂、增塑剂等，以改善其加工性能和导热性能。
导热复合材料的性能研究主要包括导热性能、机械性能和热稳定性等方面。
导热性能是导热复合材料的核心性能之一，可以通过热导率测试来进行评价。
研究发现，导热填料的类型和含量会对导热性能产生显著影响。
机械性能是导热复合材料的另一个重要性能指标，可以通过拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等测试来评价。
热稳定性是导热复合材料在高温条件下的稳定性能，可以通过热重分析和热失重分析来评估。
综上所述，环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究是非常重要的工作。
只有通过合理选择环氧树脂基体和导热填料、优化制备工艺，才能获得具有良好导热性能的导热复合材料。
《阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂性能研究》
《阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，阻燃材料在电子、航空、交通等领域的运用越来越广泛。
环氧树脂作为一种重要的热固性塑料，其优良的电气性能、机械性能和良好的加工性能，使得它在诸多领域有着广泛的应用。
然而，环氧树脂的易燃性限制了其应用范围。
因此，阻燃环氧树脂的研究成为了当前的重要课题。
近年来，石墨烯因其出色的物理和化学性能，被广泛应用于聚合物复合材料的增强和阻燃。
本文将重点研究阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能。
二、阻燃环氧树脂的研究1. 阻燃环氧树脂的制备阻燃环氧树脂的制备主要是在环氧树脂中添加阻燃剂。
常用的阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。
无机阻燃剂如氢氧化物、磷酸盐等，通过吸收热量、释放不燃气体或形成隔热层来达到阻燃效果。
有机阻燃剂如溴系、磷系等，通过捕捉自由基、形成炭层等机制来达到阻燃效果。
2. 阻燃环氧树脂的性能研究阻燃环氧树脂的阻燃性能主要通过垂直燃烧测试、限氧指数测试等方法进行评价。
研究表明，添加适量的阻燃剂可以显著提高环氧树脂的阻燃性能，降低其燃烧速度，提高其自熄性能。
同时，阻燃环氧树脂的机械性能、电气性能等也得到了较好的保持。
三、石墨烯增强阻燃环氧树脂的研究1. 石墨烯增强阻燃环氧树脂的制备石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有出色的物理和化学性能。
将石墨烯添加到阻燃环氧树脂中，可以进一步提高其性能。
石墨烯的添加主要通过物理共混或原位聚合的方式实现。
2. 石墨烯对阻燃环氧树脂性能的影响石墨烯的加入可以显著提高阻燃环氧树脂的机械性能、电气性能和热稳定性。
石墨烯片层间的强相互作用和良好的导热性，使得复合材料的力学性能得到提高。
同时，石墨烯的加入还可以进一步提高复合材料的阻燃性能，通过形成炭层、提高炭层的致密性和均匀性等机制来达到更好的阻燃效果。
四、结论本文研究了阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能。
通过添加阻燃剂和石墨烯，可以显著提高环氧树脂的阻燃性能和机械性能。
【CN109749201A】一种导电导热UHMWPE天然鳞片石墨烯复合材料及其制备方法【专利】
2
CN 109749201 A
说 明 书
1/4 页
一种导电导热UHMWPE/天然鳞片石墨烯复合材料及其制备 方法
技术领域 [0001] 本发明属于一种导电导热UHMWPE/天然鳞片石墨烯复合材料及其制备方法。
(74)专利代理机构 福州智理专利代理有限公司 35208
代理人 王义星
(51)Int .Cl . C08L 23/06(2006 .01) C08K 9/04(2006 .01) C08K 3/04(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一种导电导热UHMWPE/天然鳞片石墨烯复合
材料及其制备方法 ( 57 )摘要
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910005539 .9
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 福建师范大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县上街镇 学园路福建师大旗山校区福建师大科 研处
(72)发明人 陈庆华 成惠斌 钱庆荣 黄宝铨 罗富彬 杨松伟 薛珲 刘欣萍
料制成：
UHMWPE粉料89～99 .7份、天然鳞片石墨烯0 .1~11 .8份、抗氧剂0 .1~0 .6份，偶联剂0 .1～ 0 .6份。
2 .根据权利要求1所述的一种导电导热UHMWPE/天然鳞片石墨烯复合材料，其特征在
于，所述UHMWPE粉料为粒径分布范围30~200μm，数均分子量为300~800万 g/mol，拉伸强度 ≥38MPa的粉料。
数达到0 .8( W·m-1·K-1 )，相比纯超高分子量聚
乙烯的导热系数提高了2倍。
MPCMs_环氧树脂复合材料导热调温性能研究_孙一凡
包装工程Packaging EngineeringISSN 1001-3563,CN 50-1094/TB《包装工程》网络首发论文网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。
录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。
排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。
整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。
录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。
为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。
出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。
因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。
网络首发时间：2021-07-13 17:07:40网络首发地址：https:///kcms/detail/50.1094.TB.20210713.1343.006.htmlMPCMs/环氧树脂复合材料导热调温性能研究孙一凡，方健（北京林业大学木材科学与应用教育部重点实验室，北京100083）摘要：目的制备MPCMs/环氧树脂复合材料，研究石蜡相变微胶囊（MPCMs）对环氧树脂导热调温性能的影响。
非共价改性石墨烯的制备及环氧树脂复合材料导热性能
非共价改性石墨烯的制备及环氧树脂复合材料导热性能董育民;姜昀良;熊勇;周建萍;胡智为;梁红波【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2024(40)3【摘要】采用非共价键表面修饰制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性的石墨烯(GR@PVP),通过共混方式将其作为填料与环氧树脂(EP)复合得到了不同填充量的EP/GR复合材料。
红外光谱和热重分析结果表明,聚乙烯吡咯烷酮成功接枝到石墨烯表面。
动态力学热分析和热性能测试结果表明,EP/GR@PVP复合材料的储能模量、玻璃化转变温度和损耗因子峰高度均比EP/GR复合材料有所降低,表明聚乙烯吡咯烷酮增强了环氧树脂复合材料的柔韧性。
采用扫描电子显微镜观察复合材料断面形貌,GR@PVP在环氧树脂中分散均匀,且与基体相容性好。
当填料质量分数为2.0%时,EP/GR@PVP复合材料的热导率比纯EP和EP/GR复合材料分别提高了205.3%和52.6%,25℃EP复合材料的表观黏度为13.29 Pa·s,符合电子封装材料对复合材料加工黏度的需求(<20 Pa·s)。
其研究为进一步制备高导热、低黏度的电子封装材料提供了一种简便的方法。
【总页数】10页(P143-152)【作者】董育民;姜昀良;熊勇;周建萍;胡智为;梁红波【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN43【相关文献】1.热压制备改性石墨烯-水泥基复合材料:改善微观结构、导热性能和力学性能2.环氧树脂/氮化硼/石墨烯纳米片导热复合材料的制备与性能研究3.碳纤维@石墨烯/环氧树脂复合材料的制备和导热性能研究4.非共价改性法制备聚苯乙烯/高分散石墨烯复合材料5.氮化硼/石墨烯复合导热填料的制备及其环氧树脂复合材料阻燃导热绝缘性能的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
·A 8·
炭素技术
表 1 筛网目数与鳞片石墨粒径的关系 Table 1 The relation of the particle size of crystalline flake
graphite and sieve mesh
筛网/目 粒 径 /μm
600 ≤23
325 ≤45
200 ≤75
100 ≤150
传导材料显得日益重要。 传统的热传导材料因各自的缺点，如金属比重
大、电绝缘性差，而陶瓷又难于加工成型，无法适应 不同形状导热材料的要求[2]。 石墨具有热导率高、热 膨胀系数低、 热稳定性高以及价格低廉等优点，因 此以石墨作为填料的导热复合材料的研究引起了 人们的关注[3-4]。 李素兰[5]等以高纯度结晶石墨为填 料研制出 TM-2 型有机导热胶， 其导热系数达 8.7 W/(m·K)，抗压强度达到 57.7 MPa，在满足 TM 型导 热胶的导热性能的同时， 有效地改善了 TM 型胶的 强度。 环氧树脂自身具有优异的粘接性、力学性能、 电绝缘性、化学稳定性以及收缩率低、成型加工容 易 、应 力 传 递 性 较 好 、 成 本 低 廉 等 优 点 [6-7]， 因 此 被 广 泛地用于各种填充型导热胶中作为基体。 张晓辉[8] 等以环氧树脂为基体，SiC、AlN、Al2O3 为填充料制备
碳 含 量 ≥99.9％ ， 其 过 筛 目 数 分 别 为 600 目 、325 目、200 目、100 目和 50 目，各筛下料的最大粒径见 表 1。
E-44 环氧树脂：江西省宜春市卓越化工有限公 司生产，每 100 g 环氧值为 0.41~0.47 当量，软化点 为 12~20 ℃， 每 100 g 无机氯值不大于 0.001 mol， 有机氯值每 100 g 不大于 0.02 mol。
on the compressive strength of composite materials
天然鳞片石墨用量/% 对比样 15 25 35 45 55
抗 压 强 度 /MPa
169.3 131.1 142.2 143.0 128.0 128.0
1 实验
2 结果与讨论
1.1 实验原料 天然鳞片石墨：青岛古宇石墨有限公司，固定
由表 2 可见，复合材料的抗压强度均小于未添 加石墨的纯环氧树脂试样，但随着天然鳞片石墨用 量的增加，复合材料的抗压强度先增大后减少。 这 是因为，一方面加入石墨后，由于石墨与树脂之间 的表面结合能小于树脂发生交联反应时生成的键 能， 因而复合材料的抗压强度低于纯环氧树脂试 样；另一方面，随着石墨用量的增加，材料内部形成 更多的界面，阻碍分子链的滑移，并且石墨片层能 够增加复合材料的刚性， 使材料的抗压性能增加。 但是当石墨加入量过多时会造成树脂不能完全包 覆石墨，复合材料中的孔隙增加（图 3），导致复合材 料的抗压强度降低。 2.2 天然鳞片石墨粒度对复合材料性能的影响
作 者 简 介 ：孙 小 生 男 1987 年 出 生 ，硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 导 热 复 合 材 料 ，E-mail：sxstemorrowstart@ 。 通 讯 作 者 ：陈 惠 1975 年 出 生 ，讲 师 ，研 究 方 向 为 炭 复 合 材 料 ，E-mail：hnuchh@。 收 稿 日 期 ：2012-03-28
(College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Hunan Changsha 410082, China)
Abstract: The natural graphite/epoxy resin composites were prepared by ultrasonic dispersion method, using epoxy resin as the matrix, natural graphite as the filler, polyamide as curing agent and ethanol as the thinner. The influences of the natural graphite content, particle size and carbon black content on the properties of the composites were investigated. The results show that the thermal conductivity of the composite increases as the content of natural graphite increases, and the compression strength at first increases and then decreases sharply with increasing of the natural graphite content. Increasing particle size can improve the thermal conductivity，but the compression strength tends to decrease firstly and then increase. It is beneficial to improve the compression strength of composite by increasing the carbon black content, while the thermal conductivity of composite increases at the beginning and then decreases. The optimum graphite content, particle size and carbon black content are 45%, 300 μm and 2%, respectively. Key words: Natural graphite; epoxy resin; composite; thermal conductivity; compression strength
本文以天然鳞片石墨为填料， 环氧树脂为基 体，采用超声分散法制备天然鳞片石墨/环氧树脂 复合材料，系统地考察了石墨用量、粒径大小、炭 黑添加量等对复合材料导热系数及其抗压强度的 影响。
表 2 天然鳞片石墨用量对复合材料抗压强度的影响 Table 2 The effect of contents of natural crystalline flake graphite
先增大后减小。 制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料的最佳配方为天然鳞片石墨用量 45%，粒径≤270 μm，炭黑用量 2%。
关键词：天然鳞片石墨；环氧树脂；复合材料；导热系数；抗压强度
中图分类号：TB332; O613.71
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-3741（2012）04-A07-05
将 天 然 鳞 片 石 墨 /环 氧 树 脂 复 合 材 料 加 工 成 Φ10 mm×5 mm 试样，采用 DRX-Ⅱ-RL 材料导热测 试仪测试各试样的导热系数。 抗压强度采用 YAW300B 微机控制恒应力压力试验机进行测定。
采用 Axio Lab.A1 型金相显微镜进行材料表面 形貌观察。
2.1 天然鳞片石墨用量对复合材料性能的影响 以粒径≤45 μm 的天然鳞片石墨为填料，环氧
50 ≤270
第 31 卷
了应用于电力、电子封装的导热胶，其导热系数分 别达到 4.234 W/(m·K)和 3.144 W/(m·K)，具 有 良 好 的 实 用 价 值 和 重 要 意 义 ；西 安 交 大 的 井 新 利[9]等 研 究了石墨/环氧树脂复合材料的导热性能，试样导热 系数达到 10 W/(m·K)，比环氧树脂提高近 50 倍。 但 是比较系统地考察以石墨为填料，环氧树脂为基体 的研究还鲜有报道。
ห้องสมุดไป่ตู้
随着大规模集成电路和微封装技术的发展，电 子元器件和电子设备不断向薄、轻、小方向发展，电 路中元器件的组装密度越来越高, 电子元件与整机 的发热功率也越来越大[1]。 因此，散热在电子工业中 已成为一个越来越突出的问题。 高效率的散热、热 传导材料能很好地将电子元件 LED、CPU 等产生的 热量迅速转移至热沉材料并及时散出，稳定电子元 件的工作温度，从而保证其工作寿命。 此外，热传导 材料还广泛应用于化工热交换器的粘接及导热封 装等。 因此，研究和开发高导热、力学性能优异的热
成与完善，继续增大石墨含量虽然会增加导热层厚 度，但同时会在石墨颗粒之间形成较大的空隙（图 2d）， 并且随着石墨用量的增加孔隙数目也不断增 加。 这种孔隙的存在和变化也可以通过复合材料的 体积密度随天然鳞片石墨用量的变化（图 3）反映出 来。 但这两种因素对复合材料导热性能的影响作用 是相反的， 因此继续增加天然鳞片石墨的用量时， 复合材料的导热系数基本保持不变。
2012 年第 4 期 第 31 卷
CARBON TECHNIQUES 炭素技术
2012№4 Vol．31
天然鳞片石墨/环氧树脂复合材料的制备及 导热性能研究
孙小生， 陈惠， 刘洪波， 何月德， 杨丽， 夏笑红
(湖南大学 材料科学与工程学院, 湖南 长沙 410082)
摘 要：以天然鳞片石墨为导热填料，E44 型环氧树脂为基体，采用超声分散法制备天然鳞片石墨/环氧树脂复合导热材料。 系
第4期 a
孙小生 天然鳞片石墨/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究
b
c
d
·A 9·
（a）15%
（c）45%
（d）55%
图 2 石墨用量不同的复合材料的表面金相照片 Fig．2 Metallographic photos of surface of composite materials of different graphite contents