导热高分子复合材料的研究进展

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导热高分子复合材料的研究进展

导热高分子复合材料的研究进展

( . CF La , tras ce c n tu e S h o f h mi r n h mia n ie r g Z o g h nUn v ri , 1 P M b Maeil S in eIsi t, c o l e s y a dC e c l gn ei , h n s a iest t oC t E n y
导 热 材 料 在 国 防 工 业 和 国 民 经 济 各 个 领 域 都 有 很 广 泛 的 应 用。传统意义上 的导热、导电材 料多指金属 3Au  ̄ 、Ag u l l 、C 、 A1 、Mg ,金属 氧化物 如A1 、Mg 等 03 2 O、Be 、Z O、Ni , O n O等 金 属氮 化物  ̄ A N、S3 4 B I1 i 、 N等 以及 其 它 非 金 属 材 料 如 石 墨 N 和炭黑 等 。随着工业 生产和科学技术 的迅速发展 ,人们对导 』 热 材 料 提 出 了更 新 、更 高 的 要 求 ,除 导热 性 外 , 望 材 料 具 有 希 优 良的综合性能如质轻、易工艺化、力学性能 优异 、耐化学腐 蚀 等, 而且 由于现代信息产业 的快速发展 , 对于 电子设备具有 超 薄、轻便 、数字化、多功能化、网络化方 向发展寄予很高 的 期望 J 。。高分子 材料 由于具有质轻、耐化 学腐蚀、易加工成 型 、 电绝 缘 性 能 优 异 、力 学 及 抗 疲 劳 性 能 优 良等 优 异 的特 点 , 开 始 向这 些 领 域 渗 透 ,并 逐 步 在 这 个 领 域 发 挥 着 重 要 的 角色 。 然 而 ,由于 高 分 子 材 料 是 绝 缘 体 , 热 导 率 极 低 ,在 很 大 程 度 且 上 限制 了它 在 这 些 领 域 的应 用 。因此 , 发 出 具有 高导 热 、导 开 电性 能 , 综 合 性 能 优 异 的高 分 子 材 料 是 近 几 年 研 究 的一 个 热 且 点 ,并取得了显著成果 , 进一步拓宽 高分子材料在 导热 、导 电 方面 的应 用 领 域 。特 别 是 近 年 来 ,高 信 息 产 业 的蓬 勃 发展 , j 如 电器 、 微 电子 领 域 中广 泛使 用 的高 散 热 界 面 材 料 及 封 装 材 料 ,电磁 屏 蔽 、 电子 信 息 领 域 广 泛 使 用 的功 率 管 、集 成 块 、热 管 、集成 电路、覆铜基板等元器件 ,塑料在这些高端信息化产 品配 件 上 的应 用 将 向着 高 功 率 化 、高 密 度 化 、高集 成化 , 热 散 快 等 方 向发 展 , 为 高 导 热 高 分 子 材 料 在 新 的领 域 的发 展 提 供 这 了更 大 的舞 台 。 在 橡 胶 工 业 中 , 热 性 能 的 研 究 主 要 集 中在 硅 橡 胶 、丁腈 导 橡 胶 为 基 体 的应 用领 域 , 同时 也 有 小 部 分 报 道 了 以 丁苯 橡 胶 、 天 然 橡 胶 、丁基 橡 胶 、S S 为 基 体 的 导 热 橡 胶 的 研 究 。目前 , B等 电子 电气是导热橡胶 的主要应用领域 , 用于制造与 电子元器件 相接触 的橡胶制 品,为元器 件提供 良好的散热、绝缘 、以及减 震作用 。 在黏合剂工业 中, 导热胶黏剂主要用在 电子 电气领域 作为黏接和封装材料使用‘ 。

导热高分子复合材料的研究与应用

导热高分子复合材料的研究与应用

导热高分子复合材料的研究与应用作者:张超来源:《科协论坛·下半月》2013年第11期摘要:社会发展以及工业的发展给工业领域带来了更多改革的可能性,人们对工业产品的功能也提出了更高的要求。

对于导热材料,由于其导性能较好,但是无法满足绝缘的条件。

因此,一种能够中和绝缘性与导热性功能的导热高分子复合材料应运而生,满足了当前生产生活的要求的同时也需要不断在其基础上进行深层次的探索,发挥其在社会各个领域的最大作用,得到最佳的经济效益。

关键词:导热高分子复合材料研究应用中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)011-070-02从上世纪40年代以来,人类对于高分子复合材料的研究已经有将近70年的历史,并且在工业材料应用领域得以普遍应用。

但是,随着经济的发展、科技的进步,人们在导热材料应用程度与范围方面提出了更高的要求,不仅仅是满足于传统材料的单一性能,而是对材料优良的综合性能寄予了更高的期望,如用在化工生产以及废水处理的热交换器一方面要有良好的导热能力,另一方面又要能够耐化学腐蚀、耐高温;相应地在电子电气领域,随着集成技术以及组装技术方面的迅猛发展,电子元件以及逻辑电路的占地空间也越来越小,所以传统的高分子复合材料就不仅仅是需要良好的导热的功能,还要能够具备一定的绝缘能力。

但是,由于受到传统工艺的限制,复合材料大部分属于导热性能良好的金属材料,往往不耐腐蚀,当前的技术为了克服导热材料的耐腐蚀性而采用了合金技术以及进行防腐涂层的技术,同时,复合材料的耐热性却降低了。

由于传统导热材料无法满足人们对于工业生产中的应用,因此,新型导热高分子复合材料应运而生,人们更多地将其应用于各个领域。

如何提升导热高分子材料的综合功能成为了工业领域乃至社会各界的重要研究课题。

1 对于导热高分子复合材料的课题研究现状1.1 导热高分子复合材料的运作原理声子、光子以及电子是固体形态内部的导热介质。

高导热金刚石Cu复合材料研究进展

高导热金刚石Cu复合材料研究进展

高导热金刚石Cu复合材料研究进展
高导热金刚石/铜(Diamond/Copper)复合材料是一种具有高导热性能的材料,由金刚石颗粒和铜基体组成。

这种复合材料结合了金刚石的优异导热性和铜的良好导电性,具有广泛的应用前景。

以下是关于高导热金刚石/铜复合材料研究的一些进展:
1. 制备技术:制备高导热金刚石/铜复合材料的主要方法包括电化学沉积法、热压法、高压高温法和黏结剂法等。

这些方法可以在金刚石颗粒和铜基体之间形成牢固的结合,并实现优异的导热性能。

2. 导热性能:高导热金刚石/铜复合材料具有出色的导热性能,可以达到甚至超过单晶金刚石。

金刚石颗粒的高导热性能和铜基体的良好导电性使这种复合材料能够有效传导热量,具有广泛的热管理应用潜力。

3. 界面热阻:金刚石颗粒和铜基体之间的界面热阻是影响高导热金刚石/铜复合材料导热性能的重要因素。

研究者通过界面改性、介入层和界面强化等方法来减小界面热阻,以提高导热性能。

4. 织构控制:研究者通过优化工艺和添加适当的添加剂,以控制金刚石颗粒在铜基体中的分布和方向,从而改善复合材料的导热性能。

例如,添加剂可以调节金刚石颗粒的尺寸、形状和分散性,以实现更均匀的导热路径。

5. 应用领域:高导热金刚石/铜复合材料在热管理领域有广泛的应用前景,例如半导体封装材料、电子器件散热器、高功率电子器件、激光器冷却器和热电模块等。

总体而言,高导热金刚石/铜复合材料的研究一直是一个活跃的领域。

通过不断优化制备工艺和界面控制技术,希望能够进一步提高复合材料的导热性能,扩大其在热管理应用中的应用范围和效果。

导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展一、本文概述导电高分子材料作为一种新兴的功能材料,因其独特的导电性能和可加工性,在电子、能源、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。

本文旨在综述导电高分子材料的研究进展,重点关注其导电机制、性能优化以及实际应用等方面。

我们将简要介绍导电高分子材料的基本概念、分类和导电原理,为后续讨论奠定基础。

接着,我们将重点回顾近年来导电高分子材料在合成方法、性能调控以及导电性能提升等方面的研究成果。

本文还将探讨导电高分子材料在电子器件、能源存储与转换、生物传感器等领域的应用进展,并展望未来的发展趋势和挑战。

通过本文的综述,希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考信息,推动导电高分子材料的进一步发展。

二、导电高分子材料的分类导电高分子材料可以按照其导电机制、化学结构、应用方式等多种维度进行分类。

从导电机制来看,导电高分子材料主要分为电子导电高分子和离子导电高分子两大类。

电子导电高分子主要依靠其共轭结构中的π电子进行导电,如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩等;而离子导电高分子则通过离子在固态中移动实现导电,如聚电解质、离子液体等。

从化学结构上看,导电高分子材料主要包括共轭聚合物、金属络合物高分子、复合型导电高分子等。

共轭聚合物由于具有大的共轭体系和离域π电子,表现出优异的电子导电性;金属络合物高分子则通过金属离子与高分子链的配位作用,形成导电通道;复合型导电高分子则是通过在绝缘高分子基体中添加导电填料(如碳黑、金属粒子、导电聚合物等),实现导电性能的提升。

在应用方式上,导电高分子材料可以分为结构型导电高分子和复合型导电高分子。

结构型导电高分子本身即具有导电性,可以直接用于电子器件的制备;而复合型导电高分子则需要通过添加导电填料等方式实现导电性能的调控,其导电性能受填料种类、含量、分散状态等多种因素影响。

根据导电高分子材料的导电性能,还可以分为导电高分子、抗静电高分子和高分子电解质等。

导电高分子具有高的导电性,可以作为电极材料、电磁屏蔽材料等;抗静电高分子则主要用于防止静电积累,如抗静电包装材料、抗静电涂层等;高分子电解质则具有离子导电性,可应用于电池、传感器等领域。

高导热复合材料研究进展

高导热复合材料研究进展

高导热复合材料研究进展崔永红;焦剑;汪雷;吕盼盼【摘要】The thermal conducting mechanism and the theoretical models were introduced. The development of thermally conductive polymer based composites and their thermally conductive or hybrid fillers was summarized. Finally,the existent problems in the high thermally conductive polymer based composites were discussed and some suggestions were advocated.%综述了高导热型聚合物基纳米复合材料的导热机理、填充型复合材料的导热模型、高导热型聚合物基复合材料及其导热填料的研究现状。

最后,提出了高导热型聚合物基纳米复合材料存在的问题,并对其发展方向进行了展望。

【期刊名称】《粘接》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P83-87)【关键词】高热导率;导热复合材料;导热模型;纳米填料【作者】崔永红;焦剑;汪雷;吕盼盼【作者单位】西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129【正文语种】中文【中图分类】TQ050.43导热高分子复合材料作为热管理材料,广泛应用于国防建设和国民经济中的各个领域。

近年来,电子行业尤其是LED节能灯产业的飞速发展,使导热复合材料的市场需求量大增。

随微电子集成技术和空芯印制板高密度组装技术的高速发展,电子仪器及设备日益朝轻、薄、短、小方向发展。

导热高分子复合材料的研究与应用进展

导热高分子复合材料的研究与应用进展

相互作用并在体系中形成类似链条与网状的导热网链, 当导
热 网链 的方 向与热流方 向一致 的时候 , 热阻最小 、 导热性 能
最好 ; 反之则最差 J 。
12 导 热 高 分子 复合 材 料 的导 热理 论 模 型 .
理 和化工生产 的热交换 器既需要具有导热能力 , 又要求耐高
温、 耐化学腐蚀 。然而传统 的导热材料多 为导热性较好的金 属材 料 , 由于金属 材料不 耐腐蚀 , 使其 在某些领 域 的应 用受 到 限制 , 目前采用 的防腐涂层技术和合金技术 虽然提高了金 属 的耐腐蚀 能力 , 大大降低 了其导热性 。在 复合 材料 科学 却 领域 , 来越多 的高性 能功能化材料应用 于工业生产 中。导 越 热高分 子复合 材料具 有优 良的综合性 能 , 如耐化学 腐蚀 、 耐
G— — 填料 形成导热链 的难易程度因子 ;

聚合 物材料 的热导 率很小 。为 了使 聚合 物具 有更好 的热导 率, 可通 过以下两种方式进行改性 : 第一 , 合成具有高热导率 的聚合物 。如采 用 良好导热性能 的聚苯胺 等 , 通过 电子导热 机 制实 现导热 ; 或者合 成具有 完整结 晶性 的聚合物 , 通过 声 子实 现导热 。第 二 , 采用 高热导率 物质填充 聚合物 , 制备 聚 合物基 导热复 合材料 。如氮化铝 ( N)碳纤维 填充环 氧树 A1 、
范伟 , Leabharlann 热高分子复合材料的研究与应用进展 等:
11 0
导热 高 子复合 材料的研 究与应 用进展 分
范 伟 冯 刚 赵 加 伟
3 60 2 0) 1 ( 浙江工业职业技术学院 , 绍兴 3 20 ) ( 00 1 浙江省岱山县职业技术学校 , 舟山

高导热金属基复合材料的制备与研究进展

高导热金属基复合材料的制备与研究进展

高导热金属基复合材料的制备与研究进展摘要:随着电子器件芯片功率的不断提高,对散热材料的热物理性能提出了更高的要求。

将高导热、低膨胀的增强相和高导热的金属进行复合得到的金属基复合材料,能够兼顾高的热导率和可调控的热膨胀系数,是理想的散热材料。

本文对以 Si、 SiCp、金刚石、鳞片石墨为增强相的铜基及铝基复合材料的研究进展进行了总结,并就金属基复合材料目前存在的问题及未来的研究方向进行了展望。

关键词:制备;研究进展;金属复合材料提升相和基体原材料的润滑性对复合材料的热性能有很大影响。

除此之外,基体中加强相的趋向和分布、复合材料的相组成和微观结构也会影响到原材料的导热系数。

为了防止复合材料中加强相分别不匀、趋向不匀等问题造成导热系数降低,在挑选复合材料制备方式时,应充分考虑各种方法的优缺点,并完善相关工艺指标,就可以获得导热系数最理想的金属基复合材料。

现阶段,铜基和铝基复合材料的制备技术大概可以分为固相法和液相法两类。

固相法有热压烧结法、高温高压烧结法和等离子放电烧结法等,液相法有搅拌铸造法和熔渗法等。

一、热压烧结法热压是制备复合材料传统的方式,主要加工工艺是将基体与加强相粉末混合匀称,然后放入磨具中增加工作压力,除气后升温至固相线环境温度下,在空气、真空泵及保护气中致密化,产生复合材料。

热压烧结法是金属基复合材料的重要制备方式,此方法的优势是生产出的复合金属质量稳定,加强相和金属粉占比可调。

可是,缺陷非常明显,烧结必须使用磨具,无法制备外观繁杂、尺寸大的金属基复合材料,且工艺成本高。

Goryuk 研发了电子元件基材使用于SiC/Al复合材料的压合工艺流程之中,通过隔热保温时间与压力对SiC/Al复合材料相对密度和导热系数产生的影响。

通过Goryuk的研究最佳的制备参数为:烧结环境温度700摄氏度、烧结工作压力20 MPa、隔热保温时长1 h、保护气为N2。

选用该加工工艺所得到的复合材料导热系数为240 W m-1K-1。

《2024年高导热绝缘高分子复合材料研究》范文

《2024年高导热绝缘高分子复合材料研究》范文

《高导热绝缘高分子复合材料研究》篇一一、引言随着电子设备的快速发展和微型化,对高导热绝缘材料的性能要求越来越高。

为了满足这些需求,研究者们开始探索高导热绝缘高分子复合材料。

这种材料具有优异的导热性能和绝缘性能,同时具备轻质、低成本、易加工等优点,因此具有广泛的应用前景。

本文旨在研究高导热绝缘高分子复合材料的制备方法、性能及其应用。

二、高导热绝缘高分子复合材料的制备方法1. 材料选择高导热绝缘高分子复合材料的制备主要涉及基体材料、导热填料和添加剂的选择。

基体材料通常为高分子聚合物,如聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。

导热填料可选择金属氧化物、碳材料等。

添加剂则用于改善材料的性能,如增强导热性能、提高绝缘性能等。

2. 制备方法高导热绝缘高分子复合材料的制备方法主要包括溶液共混法、熔融共混法和原位聚合法等。

其中,溶液共混法是将基体材料与导热填料在溶液中混合,然后通过干燥、热压等工艺制备成复合材料。

熔融共混法则是将基体材料与导热填料在高温下熔融混合,然后冷却固化。

原位聚合法则是将填料与单体混合,通过原位聚合反应制备复合材料。

三、高导热绝缘高分子复合材料的性能研究1. 导热性能高导热绝缘高分子复合材料的导热性能是其最重要的性能之一。

研究表明,通过调整导热填料的种类、含量和分布,可以显著提高复合材料的导热性能。

此外,基体材料的性质、填料的形状和尺寸等因素也会影响材料的导热性能。

2. 绝缘性能高导热绝缘高分子复合材料还具有良好的绝缘性能。

这主要归因于基体材料的绝缘性能以及填料与基体之间的界面效应。

在实际应用中,该材料能够有效地防止电流泄漏和电磁干扰。

3. 其他性能除了导热性能和绝缘性能外,高导热绝缘高分子复合材料还具有优异的机械性能、化学稳定性和耐候性等。

这些性能使得该材料在各种恶劣环境下都能保持良好的性能。

四、高导热绝缘高分子复合材料的应用高导热绝缘高分子复合材料在电子设备、航空航天、新能源等领域具有广泛的应用前景。

导热聚合物复合材料用填料研究进展

导热聚合物复合材料用填料研究进展

导热聚合物复合材料用填料研究进展宋维东/文【摘要】填充型导热聚合物复合材料因具有高热导率、价格低以及易于加工等优点,得到了广泛的应用,其导热系数的提高主要依靠其中添加的导热填料,包括金属类填料、碳类填料以及陶瓷类填料等。

本文综述了不同填料对导热聚合物复合材料性能的影响,并介绍了导热填料的研究进展。

【关键词】聚合物复合材料;导热填料;热导率聚合物材料作为一种新型的功能高分子材料在导热领域展现巨大的应用前景,聚合物材料绝缘性好,且易于成型加工,但聚合物材料最大的缺点是导热性能差,聚合物本身是热的不良导体[1]。

因此为满足微电子、电机电器、航空航天、军事装备等诸多制造业及高科技领域的发展需求,制备具有优良综合性能的高导热聚合物绝缘材料成为研究的热点。

1.导热聚合物材料的种类根据材料制备工艺的不同可以将导热聚合物材料分为本征型导热聚合物和填充型导热聚合物。

本征型导热聚合物是指具有高导热系数的结构聚合物,它是在材料合成及成型加工过程中通过改变材料分子和链接结构获得的特殊物理结构。

填充型导热聚合物是指通过物理共混的方法直接将高导热填料加入到聚合物基体中,以提高聚合物的热导率,该方法加工便捷简单,成本较低,可工业化生产,是目前国内外高导热聚合物材料的主要制备方法[2]。

2.填料对导热聚合物导热性能的影响2.1填料的种类不同填料的导热率不同,其填充的聚合物的导热率也会有所不同,通常填料的导热率越高,聚合物复合材料的导热性能就会越好。

[3]2.2填料的添加量在导热复合材料中,当填料含量较少,粒子之间未能形成相互接触作用,填料对体系的导热性能影响较小,复合材料的热导率不高;当填料达到一定添加量时,填料间接触增多,体系内形成导热网链,使得复合材料的热导率大大提高。

[4]2.3填料的尺寸分布填料的不同尺寸分布也会硬性复合材料的导热性能,对于多组分填料填充型导热复合材料来说,使用大小颗粒混合堆积能够提高材料的热导率。

这是因为小颗粒能够进入大颗粒无法占据的空间,存在于大颗粒之间的间隙中,与大颗粒或小颗粒形成更紧密的堆积,增加中国粉体工业 2020 No.412填料之间的接触,从而提高材料的导热性能。

高分子材料导热性能影响因素研究进展

高分子材料导热性能影响因素研究进展

高分子材料导热性能影响因素研究进展摘要:目前信息化的不断发展,经济社会进程的不断加快,然而人们对高分子材料的了解也越来越多。

但电子产品中的高分子材料因导热性差在使用中常常会产生温升,影响其性能,因此热导率成为高分子材料在航空航天、微电子封装、热交换工程等领域应用中的一个重要参数。

物质内部的热载体主要包括分子、电子、声子、光子等。

声子是晶格振动中的简谐振动的能量量子,是高分子材料传递热量的主要载体。

但高分子材料分子链无规则缠结、相对分子质量高且有多分散性(不均一性)、分子振动及晶格振动的不协调性使其不能很好地利用声子作为荷载体达到高传热的效果。

高分子材料的热导率一般在0.1W/(m·K)量级,不能满足工业应用要求。

通常有2种方法用于提高高分子材料的导热性能。

一是在加工或合成过程中通过改变高分子材料的结构构建本征型导热高分子材料,但制备工艺难度大。

另一种方法是将导热填料与高分子材料复配制备导热高分子材料(TCPs),其具有工艺简单、成本较低、选择性宽等优点,受到广泛关注。

高分子材料导热性能的研究主要集中在聚合物基体结构的调控、导热填料种类、尺寸的选择与配比最优化和制备方法等方面。

关键词:高分子材料;导热性能;影响因素引言材料在人们的日常生活中随处可见,材料能否得到高水平的发展,关系着人们能否获得高质量的生活。

人们在日常生活中通过应用高分子材料,能够获得较多优势,与现代生产相适应。

同时,还能带来较高的经济效益等。

因此,功能高分子材料在工业领域得到了快速的发展。

1高分子材料基本特点高分子材料是以高分子化合物为基体,再加上添加剂而构成的新的材料。

分析高分子材料时我们可以通过化学结构和使用性能两方面进行分析。

高分子材料从化学结构上看,其具有大的分子量,而且具有分散性;高分子材料与所形成的分子链的几何形状不同,它们所体现的性能也是不同的;高分子材料的形成往往还添加了其他化合物,而形成更加复杂的结构,所以高分子材料所呈现的种类和功能也是多样化的。

关于导热高分子材料的研究与应用

关于导热高分子材料的研究与应用

关于导热高分子材料的研究与应用摘要:随着科学技术的进展,导热高分子材料的研究和开发也越来越高端。

在理论方面,对高分子材料导热性能的定义、导热原理、导热性能以及影响因素等开展了研究,在高传导性传热复合材料的选择与复合加工技术方面也获得了重要发展。

目前,应用和研究最为广泛的是添加型导热高分子材料,它具有制作工艺相对简单以及成本较低的特性,受到各个领域的关注。

关键词:导热高分子材料;研究;应用1.导热高分子材料的分类1.1导热塑料导热塑料的高分子基体为树脂,以金属氧化物、金属氮化物、碳硼化合物作为填充物。

通过实验发现,当选用氧化铝、硅酸铝等物质进行填充时,导热高分子材料的导热性能表现更优,且导热性能的高低与填充物的数量正相关。

另外,将金属粉末、石墨、碳纤维等作为填充物,与聚乙烯、聚丙烯混合而成的导热高分子塑料,其导热性能也会得到明显的提升,主要是由于石墨、碳纤维等物质的结构更稳定。

1.2导热胶合剂导热胶合剂按照绝缘性能可分为绝缘型和非绝缘型,主要应用在半导体、密封、热绝缘等领域。

生产导热胶合剂的过程中,若对填充物进行固化处理,可显著提高导热高分子材料的导热能力,选用碳纤维作为填充物也能起到相同的效果。

1.3导热橡胶导热橡胶可分为结构型和填充型,目前研究重点放在填充型橡胶上,如在丁苯橡胶内添加氧化铝,且研究发现,当填充水平相同时,橡胶导热性能与氧化铝的粒径相关[1]。

2.导热高分子材料的理论研究2.1导热原理填充的导热物质以及高分子基体在某种程度上影响着导热高分子材料的导热性能,正是因为这种性质以及相互作用之间的关系决定了复合高分子材料的导热性能。

高分子基体中没有均匀有序的晶体结构或者载荷子,不能够达到热传递的要求,所以高分子基体的导热性能不是很好。

而导热的填充材料,不管是什么样的形态,填充材料的导热性能比高分子基体要好很多。

当填充物质的填充量比较少时,填充材料之间空隙较大,没有很好的接触,这时高分子复合材料的导热性能基本没有提高。

填充型高分子导热复合材料的研究进展

填充型高分子导热复合材料的研究进展

填充型高分子导热复合材料的研究进展于利媛,杨 丹*,韦群桂,倪宇峰(北京石油化工学院材料科学与工程学院,北京102617)摘要:介绍填充型高分子导热复合材料的研究进展,综述3种无机非金属填料(氧化物、碳化物和氮化物)、碳系填料以及表面功能化填料、杂化填料对高分子导热复合材料导热性能的影响。

指出填料的表面功能化改性和杂化有利于改善填料在聚合物基体中的分散性能和界面相容性,从而构建有效的导热网络以提高复合材料的热导率,提出设计合适的配方和工艺是填充型导热复合材料的研究重点。

关键词:高分子导热复合材料;填充型;导热填料;表面改性;热导率中图分类号:TB332 文章编号:1000-890X(2020)11-0873-07文献标志码:A DOI:10.12136/j.issn.1000-890X.2020.11.0873作者简介:于利媛(1996—),女,内蒙古乌兰察布人,北京石油化工学院在读硕士研究生,主要从事橡胶复合材料的开发和性能研究。

*通信联系人(yangdan@)OSID开放科学标识码(扫码与作者交流)导热材料在我国乃至全球的生产生活中起着十分重要的作用。

铝、铁和铜等金属材料通过自身自由电子的热运动具有良好的导热性能,但金属的耐腐蚀性能差、易老化、不易成型加工,同时导电性能良好,使其在绝缘领域的使用受到限制[1]。

高分子材料具有质量小、耐腐蚀、易成型加工、耐疲劳和绝缘性能良好等优点,在导热材料领域占据一席之地,广泛应用于通讯电子设备、医疗、化工和航空航天等领域。

由于高分子材料结构特殊,主要由声子传递热量,其热导率一般都小于0.5 W·(m·K)-1[2],因此高分子材料在某些领域单独使用很难满足散热需求。

目前主要有两种方法提高高分子材料的导热性能,一种是本征法,通过改变聚合物的分子链或分子链分布以获得不同结构,从而提高导热性能;另一种是填充法,通过向聚合物基体中添加高导热填料制成导热复合材料[3]。

填充型导热高分子复合材料研究进展

填充型导热高分子复合材料研究进展

( a o a E gn e n ee rhC n r f o e E up n r o m r r e s g h e a . o P l e rc s n N t n l n ier gR sac e t v l q i i i eoN me t o P l e o si ,T eK y L b f o m rPo es g f y P c n y i E g er g n i ei ,M n t f d ct n o C ia o t C i nv r t o T c n lg ,G a gh u5 0 4 ,C ia n n ii r o u a o f hn ,S u hn U i s y f e h ooy u n zo 1 6 0 hn ) sy E i h a e i Ab t a t h e e o me t o h r lc n u t g p lme o o i s f l d wi h r l o d c ie sr c :T e d v lp n f t e ma o d ci oy r c mp st l t t e ma l c n u t n e i e h y v a d i s lt g f lr h r a o d c i g a d ee ti f l r o y r l r w r e i d T e t e ma- o . n n u ai l .t e n i e m lc n u t n l cr l r h b i f l e e r ve n ci e di e we . h h r lc n
导 热材 料在 国防工 业 和 国民经济各 个领 域都 有着 广泛 应 用 ,如 换 热 工 程 ,采 暖 工 程 ,电 子 信 息 工 程
而对封装 材 料 导 热 性 能 的要 求 也 越 来 越 高 J 。高 分

导热填料研究现状及进展-各种填料分析的介绍

导热填料研究现状及进展-各种填料分析的介绍

导热填料研究现状及进展-各种填料分析的介绍导热填料研究现状及进展导热填料的技术研究现状导热绝缘材料的研究进展(1)无机非金属导热绝缘材料通常金属(如Au、Ag、Cu、Al、Mg等)均具有较高的导热性,但均为导体,无法用作绝缘材料,而部分无机非金属材料,如金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO,金属氮化物AlN、Si3N4、BN,以及SiC瓷等既具有高导热性,同时也具有优良的绝缘性能、力学性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性能等,因此被广泛用作电机、电器、微电子领域中的高散热界面材料及封装材料等。

瓷封装具有耐热性好、不易产生裂纹、热冲击后不产生损伤、机械强度高、热膨胀系数小、电绝缘性能高、热导率高、高频特性、化学稳定性高、气密性好等优点,适用于航空航天、军事工程所要求的高可靠、高频、耐高温、气密性强的产品封装。

由于瓷材料所具有的良好的综合性能,使其广泛用于混合集成电路和多芯片模组。

在要求高密封的场合,可选用瓷封装。

国外的瓷封装材料以日本居首,日本占据了美国瓷封装市场的90%~95%,并且占美国国防(军品)瓷封装市场的95%~98%。

传统的瓷封装材料是Al2O3瓷,具有良好的绝缘性、化学稳定性和力学性能,掺杂某些物质可满足特殊封装的要求,且价格低廉,是目前主要的瓷封装材料。

SiC的热导率很高,是Al2O3的十几倍,热膨胀系数也低于Al2O3和AlN,但是SiC的介电常数过高,所以仅适用于密度较低的封装。

AlN瓷是被国外专家最为看好的封装材料,具有与SiC相接近的高热导率,热膨胀系数低于Al2O3,断裂强度大于Al2O3,维氏硬度是Al2O3的一半,与Al2O3相比,AlN的低密度可使重量降低20%,因此,AlN封装材料引起国外封装界越来越广泛的重视。

(2)聚合物基导热绝缘材料因为聚合物材料具有优良的电断气缘机能、耐腐蚀机能、力学机能、易加工机能等,人们逐步用聚合物材料代替传统的电断气缘材料,但大多数聚合物材料的热导率很低,无法直接用作导热材料,需要经由过程加入导热性物资,使其成为导热绝缘材料。

导热聚合物复合材料的研究进展

导热聚合物复合材料的研究进展
t fe tv e tta f rp t n t e c mp st sa e o o i tto s e d n o a n u ce tt e a o d c i ef cie h a-r nse ah i h o o i r fs me lmiai n ,l a i g t n i s f in h r lc n u — ng e i m t iy o o o i st e h e uie n so n p lc t n .S g fc n r a t r u h r tl n e e o i t ft c mp st o me tt e r q r me t fma y a p ia i s ini a tb e k h o g sa e si e d d t v he e o i l
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浅谈导热高分子材料的研究与应用

浅谈导热高分子材料的研究与应用

浅谈导热高分子材料的研究与应用导热高分子材料是指具有良好导热性能的高分子材料,其具有优异的导热性能、优良的耐热性能和良好的耐化学性能,能够在高温、酸碱等恶劣环境下保持稳定的性能。

近年来,随着科学技术的不断发展,导热高分子材料得到了广泛的研究和应用,已经成为材料领域的热点之一。

本文将对导热高分子材料的研究现状和应用前景进行浅谈。

一、导热高分子材料的研究现状导热高分子材料是一种具有优异导热性能的新型材料,在电子、航空航天、汽车、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。

目前,国内外对导热高分子材料的研究主要集中在以下几个方面:1. 导热高分子材料的制备方法制备导热高分子材料的方法主要包括添加导热填料、合成导热高分子共混物和导热高分子复合材料等。

添加导热填料是目前制备导热高分子材料的主要方法之一,常用的导热填料有石墨、碳纳米管、金属颗粒等。

通过将这些导热填料与高分子材料复合,可以显著提高材料的导热性能。

导热高分子材料的导热性能是衡量其优劣的重要指标。

目前,研究者们致力于提高导热高分子材料的导热性能,通过改变材料的结构、添加导热填料等方法,不断提高材料的导热系数,以满足不同领域的需求。

1. 电子领域如今,随着电子产品的普及和发展,其中的散热问题日益突出。

而优异的导热高分子材料可以用于制备导热性能优异的散热片、封装材料、导热膏等,以解决电子产品发热过大的问题。

导热高分子材料在电子领域的应用前景非常广阔。

2. 汽车领域汽车是现代社会必不可少的交通工具,而在汽车引擎、变速箱、制动系统等部件工作过程中,都会产生大量的热量。

而导热高分子材料可以用于制备汽车零部件的散热片、导热垫等,以提高零部件的散热效果,延长零部件的使用寿命。

3. 医疗器械领域导热高分子材料还可以用于医疗器械的制备,例如人工关节、假肢等。

这些医疗器械在使用过程中需要承受大量的压力和摩擦,因此需要具备良好的导热和耐热性能,而导热高分子材料则可以满足这一需求。

电子行业中复合材料导热模型及机理研究进展

电子行业中复合材料导热模型及机理研究进展

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导热高分子复合材料的研究与应用进展

导热高分子复合材料的研究与应用进展

导热高分子复合材料的研究与应用进展导热高分子复合材料是指在高分子基础材料中加入导热填料,通过填料的导热作用来提高材料的导热性能。

这种材料具有导热性能优良、机械性能好、相对较低的密度等优点,因此在电子器件、汽车领域、航空航天器件等领域有广泛的应用潜力。

本文将就导热高分子复合材料的研究与应用进展进行探讨。

一、导热高分子复合材料的制备方法导热高分子复合材料的制备方法主要有溶液浸渍法、熔融浸渍法、熔融共混法等。

其中,溶液浸渍法是将导热填料与有机溶剂混合制备成溶液,然后将高分子基础材料浸渍于溶液中,最后通过挥发溶剂的方法得到所需产品。

熔融浸渍法是将导热填料与高分子基础材料一起放入混合器中进行熔融混合,并通过挤出或注塑成型得到产品。

熔融共混法则是将导热填料与高分子基础材料共同加入混合器中进行熔融混合,然后通过挤出、压片等方法制备成导热复合材料。

二、导热高分子复合材料的导热机制导热高分子复合材料的导热机制主要有约束机制、胶体微观机制、传统导热机制和混合导热机制等。

约束机制是指导热填料的导热性能被高分子基础材料约束,只能在有限范围内传导热量。

胶体微观机制是指导热填料在高分子基础材料中形成的导热通道通过胶体微观结构来传导热量。

传统导热机制是指导热填料通过质点传导、电子传导和辐射传导等传统导热方式来传导热量。

混合导热机制则是综合利用了以上三种导热机制来改善导热性能。

三、导热高分子复合材料的应用进展在电子器件领域,导热高分子复合材料被广泛应用于散热片、封装材料、导热胶等产品中。

由于导热高分子复合材料具有优良的导热性能和机械性能,可以有效地提高电子器件的散热效果,减小体积和重量。

在汽车领域,导热高分子复合材料可以应用于发动机、制动系统等部件的冷却和散热,提高汽车整体的性能和安全性。

在航空航天领域,导热高分子复合材料可以应用于卫星、航天器件等高温环境下的散热和保护,提高器件的使用寿命和可靠性。

四、导热高分子复合材料的未来发展方向导热高分子复合材料在研究和应用中仍存在一些问题和挑战。

聚合物导热材料的研究进展

聚合物导热材料的研究进展

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的结 晶性 能 、 极 性 基 团 的多 少 和偶 极 化 程 度 也 是 影
收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 4 — 0 8
工程应用 中 , 片 材 横 向上 的 导 热 系 数 应 达 到 1 . 3 ~
叉是 目前 研究 的热 点 。传统 意 义上 的导 热材 料包 2 . 0 W/ ( m ・K) , 而在 电子领 域则 需要 达到 2 . 0 ~ 括 A 1 、 C u 、 Mg等 金 属 , A1 N、 B N等氮化物, Mg 0、 4 . 0 w/ ( m ・K) 。 目前 市 场 上 比较 成 熟 的 产 品 主
聚 合 物 导 热 材 料 的研 究进 展
《 上 海 塑料 》 2 0 1 3年 第 2期 ( 总第 1 6 2 期)
聚 合 物 导 热 材 料 的 研 究 进 展
张 学锋 ,何 杰
( 山东非 金 属材 料 研 究 所 ,山东 济 南 2 5 0 0 3 1 )
摘 要 综述 近年 来有 关导热 高分子 复合 材料 的研 究。 简单介绍 导热 高分 子的导 热机制 , 分析 填料 对 复
泛 应 用 前 景 。在 化 工 行 业 导 热 高 分 子 材 料 作 为 金

高分子复合材料的性能及结构研究

高分子复合材料的性能及结构研究

高分子复合材料的性能及结构研究高分子复合材料是一类新型材料,具有许多优良的物理、化学和机械性能,被广泛应用于航空航天、交通运输、电力电子、建筑装饰等领域。

本文将从高分子复合材料的性能和结构角度对这一材料进行探讨。

一、高分子复合材料的性能高分子复合材料具有以下优良的物理、化学和机械性能:1.优异的机械性能高分子复合材料具有优异的强度和刚度,拥有比金属材料更轻的重量,同时具有比钢铝等金属材料更高的强度和刚度。

这使得高分子复合材料在航空航天、汽车、高速轨道、建筑结构等领域得到广泛应用,并成为新一代材料的代表之一。

2.良好的化学稳定性高分子复合材料不会被氧化、腐蚀和崩解,可以在宽广的温度范围内运用,具有良好的抗蚀和化学稳定性。

3.优异的热稳定性高分子复合材料的热稳定性比普通高分子材料更高,长时间高温下不会分解,同时具有良好的绝缘性能,可以在电子电气领域得到广泛应用。

4.良好的导热性能高分子复合材料不仅具有良好的绝缘性,还具有良好的导热性能。

因此,它可以用于设计高性能热管理系统,如散热、电源等。

二、高分子复合材料的结构高分子复合材料由两个或多个不同类型的分子化合而成,属于一种具有多元性的复合材料。

结构上可以分为纤维增强复合材料(FRC)和层间纳米复合材料(NC)两种。

1.纤维增强复合材料纤维增强复合材料是以一定长度的纤维为增强体,将其与基体材料一同结合而成。

纤维通常采用玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰亚胺纤维等,基体材料则有树脂、金属等。

纤维增强复合材料具有较高的强度和刚度,被广泛应用于航空航天、汽车、高速轨道、建筑结构等领域。

2.层间纳米复合材料层间纳米复合材料是一种在高分子材料矩阵中添加纳米粒子,形成具有多孔结构的复合材料。

层间纳米复合材料的结构易于降低积聚度和热分解,使其具有良好的阻燃性、抗氧化性和稳定性。

同时,层间纳米复合材料具有优秀的介电性能和导电性能,可应用于电池、聚合物导电材料、超容性电容等领域。

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