复合型散热硅橡胶研究

研究了氧化铝和氮化硼粒子用量对硅橡胶热膨胀系数、热稳定性及热导率的影响.发现加入两种填料均显著降低了橡胶热膨胀系数,提高了热稳定性及热导率;试验测试热导率和理论计算值差距较大,用Agari模型分析了两种填料对硅橡胶热导率差异影响的原因.按照一定比例混合这两种填料所得混合填料填充硅橡胶可获得最大热导率及较佳性能.所制备的复合硅橡胶具有很好的物理性能,是作为散热使用的弹性导热垫片的理想材料.     

二元混杂粒径氮化硅填充硅橡胶的性能

在质量分数65%总氮化硅用量下,分别选取0.6 μm、3.0 μm、15 μm三种粒径氮化硅粒子,按照15 μm/0.6 μm=25、3.0 μm/0.6 μm=5两种组合所得混杂粒子来填充硅橡胶,研究两体系中的小粒子相对含量(Ws)变化对硅橡胶性能的影响.结果表明,硅橡胶热导率分别在Ws为20%及40%处达到最大值,...     

BN/HDPE导热塑料的热导率

用粉末混合法制备了氮化硼增强高密聚乙烯塑料,研究了材料内部填料分散状态,填料含量,基体粒径和温度对热导率的影响。结果表明,材料中填料粒子围绕在聚乙烯粒子周围,形成了特殊的网状导热通路;增大填料用量和基体粒径,热导率升高;填料体积用量为30%时体系热导率达0.96 W/m.K,是基体热导率的3倍多。用Y.Agari模型分析了基体粒径对形成导热通路的影响。此外,使用氧化铝短纤维和氮化硼混杂填料能获得更高的热导率。     

碳包铝纳米粒子填充硅橡胶制备散热复合材料

以甲基乙烯基硅橡胶为基胶, 碳包铝(C-Al)纳米粒子为填料, 采用机械混炼法制备了散热用C-Al/硅橡胶复合材料。采用SEM研究了C-Al纳米粒子在硅橡胶中的分散情况; 并研究了填料对复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明: C-Al纳米粒子在硅橡胶中分散性良好; C-Al/硅橡胶复合材料的热导率随C-Al填充量的增加而增大, 填充体积分数超过50%时热导率开始下降, C-Al适宜用量为总体积的50%; 随着填料的增加, 复合材料CTE减小。TGA分析表明, 填充C-Al纳米粉体的复合材料热稳定性高于未填充硅橡胶。      

导热LLDPE/SiC复合材料的性能研究

采用碳化硅(SiC)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)粒子经粉末混合和热压成型制得导热复合塑料。研究了SiC用量及粒径对材料热导率、体积电阻率和介电常数、力学性能以及热稳定性的影响。结果表明:随着填料用量的增加,热导率、介电常数升高,而力学性能下降。在碳化硅用量为50%时,材料的热导率、介电常数、体积电阻率、拉伸强度分别为1.15 W/m K、4.182、4.51×1013Ω.cm、6.3MPa。此外,不同粒径大小的碳化硅粒子配合使用比单一粒径填充更能提高份额和材料的导热性能。     

高温导热绝缘涂料

以环氧改性有机硅树脂为基体, 氮化硅、 氧化铝混合填料为导热粒子制备了导热绝缘涂料。研究了涂料力学性能、 热导率、 电绝缘性、 热稳定性等性能。结果表明: 在填料质量分数40％及较佳的氧化铝与氮化硅质量比时, 涂层拉伸强度为8.02MPa, 断裂延伸率为1.27％, 附着力达到572.2N · cm-2, 热导率高达1.25W · (m · K)-1, 介电常数5.7, 体、 表电阻率分别为3×1013Ω · cm与4.3×1013Ω, 可长期在200℃下使用。与不使用导热填料的环氧改性有机硅树脂涂层相比具有较高的传热能力。      

填料粒子形貌对液态灌封胶粘度与热导率的影响

采用40μm球形与无规则形α-Al2O3粒子填充液体硅橡胶,研究了Al2O3粒子用量、形貌对液态灌封胶的粘度与热导率的影响,并用XRD、SEM分析了两种Al2O3的晶型以及在灌封胶中的分布状态。结果表明,在相同的填充量下无规则形Al2O3粒子填充灌封胶的热导率高,球形Al2O3填充灌封胶的可加工性优异。当球形与无规则形填料混合填充的比例为9∶1时可以获得最高的热导率,比单一使用球形Al2O3提高了17.1%。     

导热绝缘有机硅复合材料的制备与性能

以氧化锌(Zn O)粒子负载在还原氧化石墨烯(RGO)表面,制备出一种以石墨烯为基体的导热绝缘混合填料粒子(Zn O-RGO)。分别采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、热重分析方法进行测试,结果表明Zn O成功地负载在RGO上。将制得的Zn O-RGO粒子掺入有机硅中,制备复合有机硅橡胶,当Zn O-RGO掺量仅为1%(质量分数)时,复合硅橡胶的体积电阻率为1. 1×1014Ω·cm,热导率为0. 325 W/(m·K),相对于纯硅橡胶基体,热导率提升80. 5%,同时复合有机硅的力学性能也得到提升,拉伸强度提高了143. 7%,断裂伸长率提升了123. 8%,硬度由39提高到50。     

用填料提高硅橡胶的性能

两位苏联科研人员研究了RTV硅橡胶用填料的正确选择方法。他们在研究中使用了不同粒子形状和大小的填料,为不影响交联反应,所用的填料湿气含量都低。随着填料体积含量的增加,首先是抗张强度,然后是伸长率达到最大值。由二氧化钛、粉末石英和氧化锌填充的橡胶抗张强度最高,用高岭土和微粉化的滑石填充的橡胶次之,沉淀碳酸钙填充的橡胶最低。由氧化锌、粉末石英和含有碳酸钙的二氧化钛填充的橡胶伸长率较高,用高岭土和微粉化的滑石填充的橡胶伸长率较低。这些不同的结果可用聚合物和填料之间的相互作用来解释。另外,未硫化混合胶料的粘度也是在5秒~(-1)的变形速度下测定的。选择这个变形速     

PA基导热绝缘复合材料的制备及性能研究

以PA6为基体,鳞片石墨、碳化硅晶须、Al2O3颗粒三元复配填料为导热填料,经双螺杆挤出机熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和热重分析仪(TGA)对复合材料的微观形貌、导热性能、绝缘性能和热稳定性能进行了表征。结果表明,导热填料均匀分散在聚合物基体中,形成导热网络。随着三元复配填料用量的增加,复合材料热导率升高,表面电阻率和体积电阻率下降,起始分解温度逐渐上升。填料用量为50%(质量分数)时,复合材料的热导率、体积电阻率、起始分解温度分别为1.407W/(m.K)、1.03×1011Ω.cm、344℃。     

Si_3N_4颗粒和纳米SiC晶须强韧化MoSi_2基复合材料

用真空热压法制备了Si3N4颗粒和纳米SiC晶须强韧化MoSi2基复合材料。采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜分析了该材料的物相、微观组织结构和断口形貌,测算了其致密度、晶粒尺寸、抗弯强度和断裂韧性。结果表明:复合材料致密性好;添加的Si3N4和SiC与基体有着很好的化学相容性;与纯MoSi2相比,复合材料晶粒明显细化,抗弯强度和断裂韧性明显增加。其中MoSi2+20%Si3N4+10%SiC抗弯强度达400MPa,比纯MoSi2提高了58.7%;断裂韧性达6.1MPa.m1/2,比纯MoSi2提高了108.9%。复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化;韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转和裂纹微桥接。     

ICVI法制备Si3N4P/ Si3N4 复合材料致密化行为数值模拟

根据Si₃N₄ 颗粒增强体的结构特点及等温化学气相法( ICVI) 的工艺特点, 对Si₃N₄ 颗粒增强Si₃N₄ 复合材料的致密化过程进行了数值模拟。用球形孔隙模型表征Si₃N₄ 颗粒增强体的结构特征, 用传质连续方程表征先驱体在预制体中的浓度分布。为了检验模型的准确性和适用性, 进行了相应的实验验证。模拟结果与实验结果具有相似的致密化规律, 预测的渗透时间和孔隙率与实验结果均十分接近, 表明本文中建立的数学模型可以较好地表征Si₃N₄P / Si₃N₄ 复合材料的ICVI 过程。     

粒径对Ni/硅橡胶复合材料压敏性及介电性质的影响

采用不同粒径的Ni粉与硅橡胶(110型)按质量比2.4∶1.0制成Ni/硅橡胶复合材料, 分别测量了其压敏导电性及介电性质, 并结合扫描电镜照片对其微观导电机制进行了分析。结果表明随着填料Ni粉粒径的减小, Ni/硅橡胶复合材料的直流电阻率对外加压强更加敏感: 在低压强下, 粒径为74、48和18 μm的样品的电阻率随压强的变化率分别为1.73×104、2.59×104和3.71×10 4 Ω·m/kPa。样品直流电阻率陡降的区域随粒径的减小向压强较小的方向移动, 显示出复合材料的渗流阈值与填充粒子的粒径有关: 粒径越小, 渗流阈值也越小。Ni/硅橡胶复合材料的交流电导率、介电常数、介电损耗均随填料Ni粉粒径的减小而变大: Ni粉粒径为18 μm的Ni/硅橡胶复合材料的电导率约为10-2 S·m-1, 比74 μm粒径样品的电导率(约10-7 S·m-1)提高了5个数量级; 对应的介电常数由约102提高到约103。改变填料Ni粉粒径可以有效地调节复合材料的弹性和压敏、电输运特性。      

Stability of Phases in SiC and Si_3N_4 Whisker Formation

The stability of the phases in equilibrium is calculated and discussed in order to analyse and predict thereactions in SiC and Si_3N_4 whisker formation.Equilibria among SiC,Si_3N_4,Si_2N_2O,SiO_2 and the gas phaseare evaluated at different C activity,N_2 pressure,and temperature.According to the phase stabilitydiagrams,Si_3N_4 whisker was formed with the increase of N_2 pressure and decrease of C activity;SiC whiskerwas stable with the increase of C activity and decrease of N_2 pressure.In order to control the impure phasesduring the whisker formation,O_2 partial pressure is the most important factor.     

原位聚合法制备SiC@SiO2/BN/PI复合材料及其表征

聚酰亚胺复合材料以其优异的性能以及在航空航天、轨道交通、微电子等领域广泛的应用前景引起越来越多的关注。在750 ℃条件下对SiC晶须进行表面氧化处理, 形成SiC@SiO₂包覆结构晶须, 与BN颗粒构成复合填料, 分别采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂进行表面改性, 用原位聚合法制备了SiC@SiO₂/BN/PI(PI:聚酰亚胺)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等进行结构和性能表征。结果表明: 晶须与颗粒质量比为4 : 1时, 复合填料在PI基体内形成了有效的导热网络, 且当填料含量为45wt%时, SiC@SiO₂/BN/PI复合材料导热系数达到0.95 W/(m·K)。SiC@SiO₂/BN/PI复合材料的力学性能随着复合填料的种类和数量的变化呈现规律性变化。SiO₂氧化层阻断复合填料间自由电子的移动, SiC@SiO₂/BN/PI复合材料的电气绝缘性能下降幅度减小。     

SiO_2－Si_3N_4天线窗材料的介电性能研究

研究了Ｓｉ_３Ｎ_４含量和相对密度对Ｓｉ_３Ｎ_４颗粒增强ＳｉＯ_２基复合材料的介电性能的影响。结果表明：在Ｓｉ_３Ｎ_４含量相同时，随着相对密度的增大，复合材料的介电常数增大，介电损耗减少；在一定的相对密度下，复合材料的介电常数和介电损耗随Ｓｉ_３Ｎ_４含量的增加而增大。     

石墨烯硅橡胶复合材料的性能研究

本文采用复配的石墨烯、碳纳米管和氧化铝为导热填料制备了具有导热功能的有机硅复合材料。研究了石墨烯、碳纳米管和氧化铝的复配比例对复合材料体积电阻率、导热系数、拉伸强度等性能的影响;同时,以Gr-C-4#样品为基础配方,采用硅烷偶联剂Si-G-1分别对石墨烯、碳纳米管及氧化铝进行改性,并用改性后的填料配制石墨烯硅橡胶复合材料Gr-C-Si-1#,对比样品Gr-C-4^#与Gr-C-Si-1^#的性能差异,分析了改性复配填料对复合材料性能的影响。采用石墨烯硅橡胶复合材料对电缆终端进行了封装,对封装好的电缆终端开展了100、150、200A电流下的温升实验,未出现局部过热,并测定水浸泡前后的电缆终端电阻,封装后的电缆终端电阻未出现明显上升,实验结果表明本材料可以在电缆终端或中间连接处进行灌封,可对封铅连接处的良好的保护作用,工程应用意义重大。