两种粒径颗粒混合增强铝基复合材料的导热性能

选用粒径为20μm 和60μm 的SiC 颗粒, 采用挤压铸造方法制备了基体分别为工业纯铝L2 、LD11(Al-12 %Si) 和AlSi20 (Al-(18～21) %Si) 的复合材料, 研究了材料的导热性能。在等比表面积的基础上, 提出了等效颗粒直径的概念, 解决了两种粒径颗粒混合增强铝基复合材料导热率的预测问题。结果表明, SiC_P/ Al 复合材料具有较为优异的导热率, 且LD11 基与AlSi20 基复合材料的导热率大于基体合金的导热率, 这与颗粒的等效直径大于临界粒径且颗粒导热率大于基体导热率有关;但复合材料的导热率随着基体中Si 含量的增加而降低。     

聚合物复合材料导热性能的研究

论述了填充聚合物复合材料的导热性及其变化规律；总结了复合材料导热的理论模型和导热系数预测方程，对比研究了各种导热模型的区别与联系；分析了影响复合材料导热特性的因素。     

碳纳米管增强镁基复合材料导热性能研究

镁及其合金是目前最轻的金属结构材料,合金化虽然提升了镁合金的力学性能,但导致其导热性能严重下降,限制了镁合金的应用。碳纳米管(CNTs)因具有优异的力学、热学等性能,是最理想的增强体之一,可以用于改善镁合金的力学性能和热学性能。采用粉末冶金法分别以纯Mg、Mg-9Al合金、Mg-6Zn合金为基体制备了不同CNTs含量的镁基复合材料,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合材料微观组织、基体与增强体界面及析出相进行表征,并对复合材料的拉伸性能和热学性能进行测试。研究结果表明,当CNTs质量分数不超过1.0%时,可提高纯镁基复合材料的导热性能,力学性能仅有稍微降低;将CNTs添加到Mg-9Al合金中,可以促进纳米尺度β-Mg 17 Al 12相在CNTs周围析出,降低了Al在Mg基体中的固溶度,使CNTs/Mg-9Al复合材料的导热性能有所提高。此外,在CNTs/Mg-6Zn复合材料界面处存在C原子和Mg原子的相互嵌入区,这种嵌入型界面不仅有利于复合材料力学性能的提高,也使CNTs起到加速电子移动的“桥”的作用,有利于该复合材料热导率的提高。当CNTs质量分数为0.6%时,CNTs/Mg-6Zn复合材料具有较为优异的热学性能和力学性能,其热导率为127.0 W/(m·K),抗拉强度为303.0 MPa,屈服强度为204.0 MPa,伸长率为5.0%。     

聚合物基复合材料的导热性能研究

讨论了聚合物基高导热高绝缘纳米复合材料的导热机理与常用的导热理论模型。考虑到填充率、温度等的影响，用不同的理论模型计算了氧化铝纳米颗粒填充环氧树脂的热导率，并结合相关研究实验对不同的导热理论模型进行分析比较。     

填充颗粒导热性对复合材料导热性能的影响

基于ANSYS Workbench稳态热分析模块,利用均匀化方法,研究了填充颗粒导热性对填充型复合材料导热性能的影响。结果表明,依靠增大填充颗粒导热系数来提高复合材料整体的导热性能有一定局限性,填料导热系数与基体材料导热系数之比存在一个临界值。在相同体积分数下,随着比值的增大复合材料导热系数增加,当达到临界值后继续增大比值复合材料的导热系数基本不变。不同形状的填充颗粒有不同的临界值,圆柱形颗粒的临界值略大于正方体形和球形,而且对于同一种形状的填充颗粒,随着填充分数的增大临界值略有增加。     

石墨烯及其复合材料导热性能的研究现状

阐述了单层石墨烯、石墨烯带及石墨烯复合材料的导热性能。介绍了各种测试模型,综述了石墨烯的层数、纵横比、几何结构、边缘粗糙度、衬底耦合作用、温度等因素对其导热性能的影响。提出了石墨烯及其复合材料导热性能可深入研究的方面。     

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料高导热性能研究进展

作为一种先进的高温结构及功能材料,高效传热和高温耐热相结合对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(silicon carbide matrix composites, SiC CMC)在热管理领域(thermal management, TM)中的应用至关重要。常见的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,如碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_f/SiC或C_f/C-SiC)、碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC)等,增强纤维的石墨化程度较低,难以形成有效的热输运网络。本文综述了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料制备及高导热性能等方面的最新研究进展。可通过引入高导热相、优化界面结构、粗粒化碳化硅晶体、设计预制体结构等方式提高纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的热输运能力。此外,展望了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料发展趋势,即综合考虑影响高导热碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,灵活运用复合材料结构与性能的构效关系,以期制备尺寸稳定、性能优异的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。     

炭纤维增强氮化物复合材料的制备及其烧蚀性能

合成了硼吖嗪和全氢聚硅氮烷的混杂先驱体并对其结构进行了表征;以混杂先驱体和3D炭纤维编制体为原料,采用先驱体浸渍-裂解(PIP)工艺制得了炭纤维增强氮化物基体的复合材料,并对复合材料基体的抗氧化性以及抗烧蚀性能进行了研究。结果表明:混杂先驱体中含有B-N、B-H、Si-N、Si-H、N-H等结构,无其他杂质;基体材料在空气中具有优良的抗氧化性能,温度升至1000℃时仍未发生明显的质量变化,明显优于C/C复合材料;四个PIP工艺循环所制得的复合材料烧蚀表面平整,氮化物基体比增强炭纤维具有更好的耐烧蚀性能。     

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料高导热性能研究进展EI北大核心

作为一种先进的高温结构及功能材料,高效传热和高温耐热相结合对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(silicon carbide matrix composites,SiC CMC)在热管理领域(thermal management,TM)中的应用至关重要。常见的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,如碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC或C_(f)/C-SiC)、碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)等,增强纤维的石墨化程度较低,难以形成有效的热输运网络。本文综述了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料制备及高导热性能等方面的最新研究进展。可通过引入高导热相、优化界面结构、粗粒化碳化硅晶体、设计预制体结构等方式提高纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的热输运能力。此外,展望了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料发展趋势,即综合考虑影响高导热碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,灵活运用复合材料结构与性能的构效关系,以期制备尺寸稳定、性能优异的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。     

AlN/聚乙烯复合基板的导热性能

利用模压法制备 ＡｌＮ／聚乙烯复合基板。初步研究了 ＡｌＮ的结晶形态和填加量对复合基板导热性能的影响,并初步探讨了复合材料热导率的计算模型．结果表明：复合基板的热导率随ＡｌＮ填加量的增大,最初变化很小,而后迅速升高,随后增长速度又逐渐降低．ＡｌＮ以晶须形态填加,对提高复合材料的热导率最为有利,纤维次之,粉体最差．     

氮化硼及其在导热复合材料中的研究进展

目的 从氮化硼的表面改性、取向结构、形态含量以及杂化填料等4个方面介绍氮化硼填充导热复合材料的基础研究进展,为导热聚合物在电子封装领域的应用提供一定的研究思路。方法 通过对近年来国内外的相关文献进行分析和总结,归纳出微/纳氮化硼的产业化制备方法以及产品性能,并介绍微/纳氮化硼填料对聚合物基复合材料导热性能影响的研究情况。结论 氮化硼各方面均具有优异的性能,可用于制备填充型高导热复合材料。     

纳米氧化钇稳定氧化锆/钛酸锶复合热电材料的热导率研究

通过添加纳米尺度的低热导率添加剂YSZ,形成钛酸锶复合热电材料,研究发现,虽然电子热导率有明显提高,但声子热导率降低得更加明显,进而导致总热导率显著下降。声子热导率的降低主要是因为纳米YSZ在钛酸锶体材料中弥散分布,声子在纳米YSZ与钛酸锶界面处被大量散射,导致声子平均自由程明显降低,进而导致声子热导率明显降低。     

碳化硅纳米线增强多孔碳化硅陶瓷基复合材料的制备

构建多孔碳化硅纳米线(SiCNWs)网络并控制化学气相渗透(CVI)过程,可设计并获得轻质、高强度和低导热率SiC复合材料。首先将SiCNWs和聚乙烯醇(PVA)混合,制备具有最佳体积分数(15.6%)和均匀孔隙结构的SiCNWs网络;通过控制CVI参数获得具有小而均匀孔隙结构的SiCNWs增强多孔SiC(SiCNWs/SiC)陶瓷基复合材料。SiC基体形貌受沉积参数(如温度和反应气体浓度)的影响,从球状颗粒向六棱锥颗粒形状转变。SiCNWs/SiC陶瓷基复合材料的孔隙率为38.9%时,强度达到(194.3±21.3) MPa,导热系数为(1.9 ± 0.1) W/(m∙K),显示出增韧效果,并具有低导热系数。     

Ni-P-PTFE化学复合镀层导热性能的研究

采用Ni-P-PTFE化学复合镀对铜管进行表面处理能有效减少污垢在换热表面上形成。然而,在实际应用上,复合镀层对铜管导热性能的影响是必须考虑的问题。实验利用热阻法对铜基Ni-P-PTFE复合镀层的导热系数进行测量,并利用Wilson plot方法处理数据最终得到Ni-P-PTFE复合镀层的导热系数。分析了镀层各组分镍(Ni),聚四氟乙烯(PTFE),碳(C),磷(P)的质量分数对其导热性能的影响规律。结果表明,Ni-P-PTFE复合镀层的导热系数随PTFE和P的质量分数增大而降低,随C的质量分数增加而增大。当PTFE,C以及P的质量分数w(PTFE)=1.76%,w(C)=3.82%和w(P)=10.81%时,最大值为23.12 W/(m.K)。尽管复合镀层的导热系数不高,但由于其厚度很小,镀层产生的热阻仅为9.91×10-5~1.6×10-4(m2.K)/W,所以复合镀层铜管仍保持很高的导热系数值314.88~357.55W/(m.K)。     

复合烧结助剂对Si3N4陶瓷力学性能和热导率的影响

Si₃N₄陶瓷因兼具优异的力学和热学性能, 成为第三代半导体陶瓷基板的首选材料之一。本研究以7种不同离子半径的稀土氧化物(RE₂O₃, RE=Sc、Lu、Yb、Y、Gd、Nd、La)与非氧化物(MgSiN₂)作复合烧结助剂, 通过热压烧结和退火热处理制备了高强、高热导Si₃N₄陶瓷, 并系统研究了复合烧结助剂中RE₂O₃种类对Si₃N₄陶瓷物相组成、微结构、力学性能和热导率的影响规律。热压后Si₃N₄陶瓷力学性能优越, 其中添加Nd₂O₃-MgSiN₂的样品弯曲强度达到(1115±49) MPa。退火处理后Si₃N₄陶瓷的热导率得到大幅提升, 呈现出随稀土离子半径减小而逐渐增大的规律, 其中添加Sc₂O₃-MgSiN₂的样品退火后的热导率从54.7 W·m^-1·K^-1提升至80.7 W·m^-1·K^-1, 提升了47.6%。该结果表明, 相较于国际上通用的Y₂O₃-MgSiN₂和Yb₂O₃-MgSiN₂烧结助剂组合, Sc₂O₃-MgSiN₂有望成为制备高强度、高热导Si₃N₄陶瓷的新型复合助剂。     

高导热AlN基复相微波衰减陶瓷的研究进展

本文主要综述国内外高导热AlN基复相微波衰减陶瓷的研究进展.具有优良微波衰减性能的材料体系有两种：氮化铝-导体复相微波衰减陶瓷和氮化铝-半导体复相微波衰减陶瓷.氮化铝-导体复相衰减陶瓷包括AlN-金属复相陶瓷、AlN-石墨复相陶瓷、AlN-金属氮化物复相陶瓷.其中AlN-金属复相陶瓷因具有优良的高导热性能及微波衰减词节性能,成为今后微波衰减材料的主要研究方向.     

Thermal Conductivity of Thermoplastics Reinforced with Natural Fibers

With restrictions for environmental protection being strengthened, thermoplastics reinforced with natural fibers such as jute, kenaf, flax, etc., have replaced automotive interior materials such as chemical plastics. In this study, the thermal conductivity of several kinds of thermoplastic composites in the form of board composed of 48.5 mass% polypropylene (PP) and 48.5 mass% natural fiber (NF), and reinforced with 3.0 mass% maleated polypropylene (MAPP) and 0.3 mass% silane as the coupling agents, were measured at temperatures of −10, 10, and 30°C, using a heat flow meter apparatus. The results show that the thermal conductivity is in the range of 0.05–0.07 W · m⁻¹ · K⁻¹, and the thermal conductivity increased about 10–15% by adding MAPP and about 10–25% by soaking in a silane aqueous solution. The tensile strength was also measured, and the result shows similar trends as the thermal conductivity.Paper presented at the Seventeenth European Conference on Thermophysical Properties, September 5–8, 2005, Bratislava, Slovak Republic.     

碳纳米管/硅橡胶复合材料导热性能的实验研究

通过改变交联剂与催化剂加入量,研究二者对硅橡胶的交联密度(XLD)以及热导率的影响,并在确定最大热导率所对应的加入量之后,研究碳纳米管填入量对硅胶复合材料热导率的影响。实验表明：硅橡胶的热导率与交联密度有一定对应关系,且随交联剂和催化剂加入量的增多,硅橡胶的热导率和交联密度呈先上升后下降的趋势,当二者加入质量份数为3.6和0.9时,硅橡胶热导率达到最大值;MWNTs(多壁碳纳米管)填入量对硅胶基体热导率影响很大,且与 MWNTs 的尺寸有一定关系,MWNTs 在硅胶基体中的团聚现象对热导率起负作用,但整体上热导率随 MWNTs 填充量的增加而增大。     

铜基Ni-P-PTFE化学复合镀层的阻垢和导热综合性能的研究

本文采用硬水加热法测试了不同Ni-P-PTFE化学复合镀层的阻垢性能,通过实验发现随着镀层中PTFE含量的增大,表面结垢诱导期增长而结垢量减小,同时阻垢性能增强;另外采用热阻法测试其导热性能,发现Ni-P-PTFE复合镀层的导热性能随PTFE含量的增大而下降。而镀层中PTFE含量又与施镀乳液中PTFE的浓度有关系。因此定义阻垢率和导热系数下降率来综合评价镀层的性能,得出当PTFE乳液浓度为11mL/L时的镀层表现出最佳的阻垢导热综合性能的结论。