环氧树脂基导热绝缘复合材料的研究进展

分析了环氧树脂基导热绝缘复合材料的导热机理,主要从填料的种类、粒径、用量、表面处理及复配等方面综述了环氧树脂基高导热绝缘复合材料的研究进展,并对环氧树脂基导热绝缘复合材料的应用前景及重点研究方向进行了展望.     

环氧液晶接枝氧化铝/环氧树脂复合材料的制备与热性能

将支化环氧液晶接枝到氧化铝纳米颗粒表面,再将其加入到环氧树脂中制备成复合材料,并对环氧液晶接枝氧化铝/环氧树脂复合材料的热性能进行研究。结果表明:加入环氧液晶接枝氧化铝纳米颗粒后,环氧树脂复合材料的导热系数从纯环氧树脂的0.16 W/(m·K)提高到BLCE-g-Al2O3含量为30%时的0.238 W/(m·K),增加了48.75%;复合材料的初始储能模量比纯环氧树脂的初始储能模量提高了181 MPa,玻璃化转变温度提高了24℃。随着Al2O3填充量的增加,复合材料的热膨胀系数逐渐减小。     

电子封装用复合导热绝缘环氧胶粘剂的研制

以环氧树脂E-44为基体,通过加入不同量和种类的导热绝缘填料氮化硅、氮化硼、氧化铝、碳化硅来调节胶粘剂的导热性能,通过加入不同量的增塑剂来调节胶粘剂的粘度和韧性以适应于工业化涂布生产.重点研究了胶粘剂的粘度、导热性等性能与配方之间的关系,确定了一种适合于工艺生产、综合性能良好的电子封装用导热绝缘环氧胶粘剂.当复合填料中氮化硅、氧化铝、氮化硼的质量分数分别为环氧树脂基体的25%、25%、10%时,体系的导热率最高为2.66W/m·K,为纯环氧树脂基体的11.6倍.     

微米氮化硼-纳米氧化铝复合环氧材料的导热与绝缘特性

环氧树脂(epoxy resin,EP)以其粘附力强、绝缘性能好等优点,在电气领域中得到广泛应用.但环氧树脂的低热导率限制其在器件中的使用,尤其在高频条件下.文中通过多巴胺改性微米氮化硼和纳米氧化铝,将制备的微纳米二元填料填充环氧树脂,研究环氧树脂复合材料的导热性能和电气绝缘性能.结果表明,质量分数22.5％BN和7....     

环氧树脂/氧化铝导热复合材料的结构设计和制备

采用浇注成型制备环氧树脂/氧化铝(EP/Al2O3)导热复合材料。研究了Al2O3用量和偶联剂处理对复合材料导热性能和力学性能影响。结果表明,复合材料的导热系数随Al2O3用量的增加而增加,当Al2O3质量分数为50%时,复合材料的导热系数达到0.68 W/(m.K);弯曲强度和冲击强度则随Al2O3用量的增加先增加后降低,当Al2O3质量分数为5%时,复合材料力学性能达到最佳,表面改性使复合材料导热性能和力学性能得到进一步提高。复合材料导热率的实验结果与Maxwell_Eucken模型较吻合,但Maxwell_Eucken模型只适用于低填充情况。     

高导热环氧/Al2O3复合材料制备工艺研究

为控制环氧/Al₂O₃复合材料中Al₂O₃填料的沉降,通过对环氧复合物流变特性表征,深入研究预交联工艺与固化工艺对Al₂O₃填料沉降的影响机制。结果表明：适当延长预交联时间可以有效控制Al₂O₃填料沉降,同时固化工艺的预固化温度应与浇注温度匹配。采用最优工艺制备的环氧/Al₂O₃树脂复合材料结构及性能均匀,沉降率仅为0.5%,热导率为1.312 W/(m·K),同时具有优异的电气性能,其介电常数为4.94,介质损耗因数为0.002,体积电阻率为1.64×10¹⁹Ω·m,电气强度约为33.38 kV/mm。     

微纳多级氧化铝/环氧复合材料的性能研究

单一类型的氧化铝填料在复合材料中通常会出现界面粘合性差或者分散性差的问题,影响材料的导热性能。为了克服这些问题,制备了一种具有微纳多级氧化铝包覆结构的杂化填料(micro@nano-Al_2O_3)。首先通过带有氨基和环氧基封端的硅烷偶联剂对两种尺寸的氧化铝(micro-Al_2O_3和nano-Al_2O_3)进行表面改性,然后通过化学交联实现包覆效果,并与环氧树脂混合制备了环氧复合材料。结果表明:对于填料体积分数为70%的环氧复合材料,当nano-Al_2O_3与micro-Al_2O_3的体积比为1∶5时,填充micro@nano-Al_2O_3的复合材料导热系数达到最高值2.20 W/(m·K),比仅填充纯micro-Al_2O_3和纯nano-Al_2O_3的复合材料分别提升了18.6%和23.0%,比填充相同含量未改性氧化铝(micronano-Al_2O_3)的复合材料提升了12.3%。此外,该复合材料还保持了良好的介电性能和热稳定性。     

球形氮化硼/环氧复合材料的制备及绝缘性能研究

针对常规片状氮化硼比表面积大,与环氧树脂复合时会急剧增大树脂黏度的问题,本研究制备了球形氮化硼,并将其作为填料与环氧树脂复合制备了球形氮化硼/环氧复合材料。研究了球形氮化硼/环氧复合材料的制备工艺和固化特性,对比研究了片状/球形氮化硼填料的形貌和填充量对环氧树脂复合材料力学性能和电学性能的影响规律。结果表明：随着反应温度升高,环氧树脂的固化度呈现“S”型曲线变化,整个固化过程可大致分为“慢-快-慢”3个阶段。力学性能方面,加入少量氮化硼可以提高环氧树脂复合材料的力学性能;高填充量时,球形氮化硼/环氧复合材料比片状氮化硼/环氧复合材料具有更优异的力学性能。电气性能方面,环氧树脂复合材料的相对介电常数随填料含量的增加而增大,介质损耗因数均低于0.02;与片状氮化硼/环氧复合材料相比,球形氮化硼/环氧复合材料的“填料-树脂”界面减少,具有更低的相对介电常数和介质损耗因数;添加适量的氮化硼能够显著提高复合材料的体积电阻率和电气强度。     

高导热环氧复合材料的制备与研究

在抽滤石墨烯纳米片过程中引入球形氧化铝,构建仿"豌豆荚"氧化铝-石墨烯二元多孔结构,并制备氧化铝-石墨烯-二元结构增强环氧树脂复合材料,测试其导热性能,分析仿"豌豆荚"氧化铝-石墨烯二元结构增强环氧树脂导热性能的机理.结果表明:水平排列的石墨烯在球形氧化铝作用下部分发生取向转变,呈现仿"豌豆荚"结构,其中的石墨烯为环氧复合材料在面内和面外方向提供了高效的热传输通道,极大地增强了环氧复合材料的导热性能.当石墨烯含量为12.1％,氧化铝含量为42.4％时,复合材料在面外和面内方向上的导热系数分别达到13.3 W/(m·K)和33.4 W/(m·K).该仿"豌豆荚"氧化铝-石墨烯二元结构在提高环氧树脂导热系数方面效果显著,在电子封装领域具有潜在的应用前景.     

电子封装用环氧树脂/氮化硼导热复合材料的研究进展

环氧树脂(EP)是常用的电子封装材料,向环氧树脂中添加高导热氮化硼(BN)填料是提高环氧树脂复合材料热导率的有效方法之一。本文介绍了电子封装用环氧树脂基复合材料的导热机理,综述了近年来电子封装用环氧树脂/氮化硼复合材料的研究进展,最后展望了环氧树脂/氮化硼导热复合材料的发展前景。     

片状氧化铝对环氧树脂复合材料性能的影响

本文通过熔盐法制备氧化铝纳米片,采用浇注法制备氧化铝/环氧树脂(Al₂O₃/EP)复合材料,并对氧化铝结构及复合材料性能进行表征和测试。结果表明：Al₂O₃纳米片的掺杂可以显著提高环氧树脂复合材料的导热性能和击穿性能,当Al₂O₃的质量分数达到70%时,复合材料的导热系数与纯环氧树脂相比提高了4.56倍,电气强度由纯环氧树脂的48.8 kV/mm提高到58.5 kV/mm,提升了约19.88%。同时,复合材料的介电性能随着氧化铝含量的增加有明显的提升。     

高导热绝缘高分子复合材料的研究进展

介绍了高导热绝缘高分子复合材料的导热机理,讨论了影响高导热绝缘高分子材料导热性能的主要因素,阐述了高导热绝缘高分子材料的发展方向。     

高导热环氧树脂复合绝缘材料的制备与性能研究

环氧树脂等高分子聚合物材料热导率低,长期使用时,存在热导致的故障和绝缘失效等隐患.通过向环氧树脂中填充具有高导热性和高绝缘性的微米氮化硼和纳米氧化铝填料制备高导热复合绝缘材料,研究填料填充量及配比对复合材料导热性能和绝缘性能的影响.结果表明:当总填充量为30％,微米h-BN与纳米A12O3的质量比为3∶1时,复合材料的热导率、击穿时间和复介电常数虚部ε"分别为1.182 0W/(m·K)、31.9 s和0.034,比环氧树脂分别提升了697％、21.4％和406％,且复合材料在高频高压电场下具有良好的耐受性能.     

碳纳米管-玻璃纤维绝缘导热复合材料的制备及性能研究

为研究玻璃纤维、碳纳米管共改性环氧复合材料导热特性,制备了不同含量碳纳米管、玻纤填充的环氧复合材料试样,并测试了其体积电阻率、介电常数、介质损耗正切角、交流短时击穿电压及导热系数,分析了各填充组分对复合材料绝缘及导热特性的影响。实验发现,向环氧基体中添加少量碳纳米管,对其体积电阻的影响很小;但向玻纤增强的环氧树脂中掺杂碳纳米管,则可提高其体积电阻率和击穿电压,降低其介电常数和介质损耗,且当碳纳米管和玻纤的掺杂量分别取0.2wt%和40wt%时,材料绝缘效果最佳,能够满足母线运行绝缘要求。同时,环氧复合材料导热系数与玻纤含量呈正相关特性,单玻纤填充量为40wt%时,其导热系数可达到0.638W/(m?K),而双组分填充时则可升至1.286 W/(m?K)。研究表明,碳纳米管与玻纤在共改性环氧树脂过程中导热存在互助效应,在兼顾环氧复合材料电气绝缘的同时,可进一步改善其导热性能,从而降低母线温升。     

聚全氟乙丙烯/氮化铝高导热绝缘复合材料的研究

采用聚全氟乙丙烯(FEP)为基体,偶联处理的氮化铝(AlN)为填料,通过共混、模压等方法制备了高导热、高绝缘的FEP/AlN复合材料。结合材料导热计算模型,分析了AlN含量对材料热导率、体积电阻率、力学以及流变性能的影响。结果表明:随AlN填充量的增加,复合材料的热导率呈近线性增加,当填加AlN的质量百分率为30%时,材料的热导率可达2.22 W/(m.K),体积电阻率可达1.5×1013Ω.m,并具有较好的力学性能和流变性能。     

聚合物基导热绝缘复合材料研究与应用进展

导热绝缘材料是保障微电子设备、电力装备工作效率和稳态运行必不可少的部分,但随着设备功率的提高,目前主流的硅基材料难以满足高集成技术、微电子封装、大功率电力装备等关键技术对材料导热、绝缘以及力学性能的要求,亟待开发下一代导热绝缘材料。聚合物基导热绝缘材料因其优异的绝缘、导热和机械延展等优异特性而被广泛关注,该文主要以聚合物基复合材料内部结构对导热、绝缘及力学性能的影响为基础,分析总结填料种类、含量、填料尺寸以及填料的复合网络对聚合物热导率的影响规律,并对复合材料的结构设计方法及在各领域的应用现状进行全面梳理与总结,为高导热绝缘复合材料的设计与性能优化提供指导,推动其规模化应用。     

氧化铝填料处理对环氧浇注材料性能的影响

本文针对环氧浇注材料中存在的问题，包括填料填入最低、填料分散性差、浇注料的可使用时间短和材料的机械强度差等，用钛酸酯偶联剂对国内外填产进行处理。通过大量实验，找出一种较为理想的偶联剂、处理液配方及处理工艺，使浇注材料上述各项性能均有很大程序的改善。     

氧化铝粉体对环氧浇注体系性能影响

本文研究了电工用氧化铝填料另入量、粒形、粒度大小及分布对环氧浇注体系工艺性能及其固化物力学性能的影响。实验结果表明,适当增大填料加入量,可以有效崮化试样的弯曲及冲击强度;而氧化铝颗粒粒形及粒径的合理选择是实现改进工艺性能,提高机械强度的可靠途径。     

氧化铝填料处理对环氧浇注材料性能的影响

本文针对环氧浇注材料中存在的问题，包括填料填入量低、填料分散性差、浇注料的可使用时间短和材料的机械强度差等，用钛酸酯偶联剂对国内外填料进行处理。通过大量实验，找出一种较为理想的偶联剂、处理液配方及处理工艺，使浇注材料的上述各项性能均有很大程度的改善。