论文部分内容阅读
随电子技术的飞速发展,电子产品也迅速发展和普及,电子组装密度加大,体积也在缩小,电子产品越来越小型化,更多的部件被集中在一个很小的空间,在高频工作下,会迅速产生大量的热量,电子设备过热会降低设备的可靠性,导致崩溃,甚至永久损坏。器件产生的热量需通过封装材料及时导出,否则会影响设备的性能,因此要求封装材料应具备良好的导热性,如何快速导出电子器件产生的热量已经成为研究的热点,为了达到快速散热的要求,电子包装材料应具有高热导率才能保证电子产品的正常运作。散热技术对于新一代更轻、更小的电子产品的发展至关重要,导热材料成为研究的热点,目前,成本低廉且性能优异的聚合物基导热复合材料受到了广泛的关注,尤其是以氮化硼（BN）为导热填料的聚合物基复合材料备受关注。这是由于BN具有高导热性,并且在空气中的热稳定性也较高,这使BN在导热领域具有潜在的应用。本论文对氮化硼进行表面修饰,让其均匀地分散在环氧树脂中,从而提高复合材料的导热性能,本文制备了一系列导热性较好,综合性能优异的环氧树脂基复合材料,系统地研究了BN的粒径大小及含量对复合材料性能的影响,研究了不同改性剂对BN进行表面修饰后的填料对复合材料性能的影响,还研究了混合填料BN-Ag、BN-Si3N4对复合材料性能的影响。本论文研究了微米级BN和纳米级BN的粒径和含量对复合材料性能的影响,研究表明,微米级BN的粒径越大（8-14μm）,且BN含量为20%时,微米复合材料热导率最高,纳米级BN的比表面积越大,且BN含量为20%时,纳米复合材料热导率最高。当BN含量均为20%时,纳米复合材料的导热率、热稳定性以及耐热性均比微米复合材料的好。采用不同浓度的偶联剂KH-550和KH-570对BN进行表面处理,研究了不同含量的偶联剂修饰BN后,KH-550-BN和KH-570-BN的加入对BN/环氧树脂（EP）复合材料的影响。采用FTIR、XRD、SEM、TG等对BN、KH-550-BN、KH-570-BN以及他们的复合材料进行表征,结果表明偶联剂成功对BN进行了改性,由SEM可知,经过KH-550和KH-570改性后,BN团聚减小,在EP基体中的分散比较均匀,因此偶联剂的加入可提高复合材料的导热性能,且随偶联剂含量的增加,复合材料的热导率呈先上升后下降的趋势,且当KH-550和KH-570的含量为1%时,KH-550-BN/EP和KH-570-BN的复合材料的导热性能最好且提高效果比BN/EP好;偶联剂的加入会略微提高复合材料的热稳定性,且对复合材料的缺口冲击强度的影响不大。本文用表儿茶素（EC）为非共价改性剂,对氮化硼（BN）进行表面处理,研究了不同含量的EC修饰BN后,BN@EC的加入对BN@EC/环氧树脂（EP）复合材料的影响。采用FTIR、XRD、SEM、TG等对BN、BN@EC和BN@EC/EP复合材料进行表征,结果表明,经表儿茶素改性后的BN在树脂基体中的分散性得到改善,BN@EC/EP复合材料的热稳定性提高。当表儿茶素含量为10%时,BN@EC/EP复合材料的导热性能最好,材料的导热率达到1.2727 W·m-1·K-1,与BN/EP的导热率0.6188 W·m-1·K-1相比提高了106%。本文采用Ag和BN作为复配导热填料,具有协效导热的作用,当Ag添加量为5%,BN添加量为15%时,复合材料BN-Ag/EP的热导率就能达到1.067W·m-1·K-1,比BN/EP的热导率0.63647W·m-1·K-1提高了67.66%。同时基本保持了EP优异的力学性能和热性能。还采用Si3N4和BN作为复配导热填料,具有协效导热的作用,当Si3N4添加量为10%,BN添加量为10%时,复合材料BN-Si3N4/EP的热导率就能达到1.148 W·m-1·K-1,比BN/EP的热导率0.6200W·m-1·K-1提高了85.16%,同时基本保持了EP优异的力学性能和热性能。