【摘 要】
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随着现代科技的发展,电子元器件呈现出微型化的发展趋势,这对材料的导电性、导热性和防腐性能提出了越来越高的要求。基于此,本课题研制了一种兼具导电、导热和防腐性能的多功能涂层,对涂层的性能进行了表征并对涂层体系的失效过程进行了分析。主要结论如下:(1)以石墨作为导电填料,制备了石墨/聚氨酯涂层,研究了石墨添加量对涂层性能的影响。结果表明,随着石墨含量的增加,涂层的方阻不断减小,热导率逐渐增大,但是耐盐
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随着现代科技的发展,电子元器件呈现出微型化的发展趋势,这对材料的导电性、导热性和防腐性能提出了越来越高的要求。基于此,本课题研制了一种兼具导电、导热和防腐性能的多功能涂层,对涂层的性能进行了表征并对涂层体系的失效过程进行了分析。主要结论如下:(1)以石墨作为导电填料,制备了石墨/聚氨酯涂层,研究了石墨添加量对涂层性能的影响。结果表明,随着石墨含量的增加,涂层的方阻不断减小,热导率逐渐增大,但是耐盐雾性能变差。石墨的最佳添加量为45%,此时涂层的方阻为542Ω/□,导热系数为2.3026W·m-1·K-1,耐盐雾时间可达480h。(2)采用化学镀的方法,在石墨表面包覆锌,提高了石墨填料的导电性能。结果表明,化学镀的最佳工艺参数为:60g/L的氯化锌、2g/L的硼氢化钠,化学镀时间为3h。采用这种工艺制备的锌包覆石墨填料的电阻率仅为2.2×10-3Ω·cm,相较于石墨下降了约98%。(3)利用缓蚀剂处理锌包覆石墨粉体,并制备了导电涂层。结果表明,缓蚀剂的加入使得涂层的导电性能和导热性能均有小幅度下降,但耐盐雾性能明显提升。相比于45%石墨/聚氨酯涂层(C-45涂层),缓蚀剂处理过的锌包覆石墨涂层(Zn/C-16#涂层)的方阻减小了约49%,热导率下降了约13.05%,耐盐雾时间由480h缩短至240h。(4)将石墨分别与聚苯胺和银包铜粉混合作为导电填料,构建了多功能复合涂层,研究了不同填料对涂层性能的影响。与C-45涂层相比,两种复合涂层的方阻分别下降了约30.26%和75.65%,热导率均下降了约40%,耐盐雾时间分别由480h缩短至48h和240h。说明了石墨和银包铜复合制备的涂层((Ag/Cu)/C复合涂层)具有更好的性能。(5)采用电化学方法,分析了多功能涂层和铝合金基材的电化学行为并深入研究了涂层体系的腐蚀失效过程。结果表明,相较于C-45涂层,Zn/C-16#涂层和(Ag/Cu)/C复合涂层与铝合金之间的电位差分别下降了36.77%和32.67%,说明发生电偶腐蚀的倾向减小。电化学测试结果进一步表明,在涂层体系腐蚀失效过程中,电化学阻抗谱特征发生了明显的变化。涂层微孔电阻和界面电荷转移电阻都呈现先增大后减小的趋势,因此涂层体系的防腐性能先升高后降低。
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