高导热加成型有机硅灌封胶的制备研究

研究了常规氧化铝、球形氧化铝、氮化硼及其复配在加成型导热有机硅灌封胶中的应用。结果表明:常规氧化铝的填充量较低,难以制备导热系数大于1.1 W/(m·K)的有机硅灌封胶;氮化硼与常规氧化铝配合使用可显著提高有机灌封胶的导热性能,但对胶液的流动性影响较大;球形氧化铝可有效提高填充量,不同粒径复配使用的效果更好。以复配球形氧化铝作为导热填料,制备的有机硅灌封胶导热系数为2.08 W/(m·K),且具有良好的工艺性能。     

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.     

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。     

高强度导热三元乙丙橡胶复合材料的性能研究

通过多尺度氧化铝、纳米氧化锌单一填料填充以及两者复合填充三元乙丙橡胶,研究导热填料对三元乙丙橡胶复合材料拉伸强度和导热系数的影响,制备具有较高力学性能的三元乙丙橡胶导热复合材料,并测试了其绝缘性能.结果表明:使用多尺度氧化铝、纳米氧化锌复配填充,且两者的填充量均为200份时,得到的复合材料导热系数达1.16 W/(m·K),拉伸强度达5.01 MPa,撕裂强度达21.12 N/mm.     

氧化铝粒子填充环氧基复合材料导热性能的研究

以Al_2O_3为导热填料制备了填充型环氧基复合材料,研究了其导热系数与氧化铝粉体的填充量、粒径和形状之间的关系。结果表明:复合材料的导热系数随着氧化铝填充量的增加而增大,当氧化铝填充量较低时,导热系数随填料粒径的增加而增大;当氧化铝填充量较高时,导热系数随填料粒径的增加而减小。通过复配填充的方法最终获得了导热系数大于1.10 W/(m·K)且黏度适宜的环氧基复合材料。     

AgNPs协同BNNS增强高导热绝缘无纺布复合薄膜

为了应对高导热绝缘复合材料日益增长的需求,本研究以PET无纺布(NWF)为模板,经过聚多巴胺(PDA)改性和原位还原工艺得到银纳米粒子(AgNPs)修饰的NWF(AgNPs@NWF)。采用循环浸渍吸附-分层组装工艺,通过纳米纤维素的分散作用和界面结合作用将氮化硼纳米片(BNNS)分别吸附到NWF和AgNPs@NWF表面,构建连续的BNNS导热网络骨架(BNNS@NWF)和AgNPs/BNNS协同导热网络骨架(AgNPs/BNNS@NWF)。以BNNS@NWF为表面层,AgNPs/BNNS@NWF为中间层,热压制备了BNNS-AgNPs/BNNS-BNNS三明治结构导热复合薄膜,对复合薄膜进行微观结构表征并测试其导热性能、绝缘性能、力学性能以及实际热管理性能。结果表明：复合薄膜在形成AgNPs/BNNS协同三维导热网络的同时也保证了绝缘性能。在BNNS和AgNPs的质量分数分别为34.8%和3.3%时,复合薄膜的面内导热系数达到7.56 W/(m·K),体积电阻率达到3.54×10¹³Ω·cm,同时具有良好的力学性能,实际应用场景的测试证明该复合薄膜具有良好的热管理...     

单罐熔融盐蓄热装置蓄热特性数值模拟

针对单罐熔融盐蓄热装置的斜温层厚度增加导致蓄热效率降低的问题,采用Fluent仿真软件,对蓄热流体在不同进口流速、进口温度、多孔介质的比热和导热系数下的斜温层厚度进行数值模拟。模拟仿真结果表明:增大进口流速会增大斜温层厚度,而增大进口温度会略微降低斜温层厚度;添加多孔介质可以降低斜温层的厚度,并且多孔介质材料的比热越大、导热系数越小,蓄热效率降低效果越明显;在进口温度700 K、进口速度0.01 m/s时,添加比热为2 000 J/(kg·K)、导热系数为1 W/(m·K)的多孔介质材料,可以使斜温层厚度由32.5 cm降至22.5 cm;同样情况下,比热为1 600 J/(kg·K)、导热系数为10 W/(m·K)的多孔介质材料只能使斜温层厚度降至29.5 cm。因此,选用进口速度较小、进口温度较大的蓄热流体或者选用比热较大、导热系数较小的多孔介质材料更有利于减小斜温层厚度并提高蓄热效率。     

介电导热云母/氮化硼纳米杂化聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

首先以六方氮化硼(h-BN)微粉及绢云母微粉(Mica)为原料,通过冻融循环结合超声工艺剥离出氮化硼纳米片(BNNS)及云母纳米片(MNS);之后以BNNS和MNS为绝缘导热填料,采用原位聚合法及二步法的水性聚酰亚胺(PI)工艺,制备了云母/氮化硼纳米杂化聚酰亚胺薄膜(简称为MNS/BNNS纳米杂化PI薄膜).研究了不同MNS/BNNS填充量对纳米杂化PI薄膜性能的影响,采用XRD、TEM、AFM对BN、BNNS、Mica、MNS的形貌、结构进行了表征,并测定了MNS/BNNS纳米杂化PI薄膜的导热系数、介电常数及电气强度等性能.结果表明:当m(MNS)∶m(BNNS)=1∶2时,纳米杂化PI薄膜具有较好的综合性能,导热性能比纯PI大幅提高,导热系数为0.743 W/(m·K),电气强度可达246 MV/m,介电常数为5.28.     

高导热低黏度环氧灌封材料的制备

采用氮化硼和氧化铝粉体制备了一种填充型环氧灌封材料,通过研究填充量和导热系数与体系混合黏度之间的关系,开发出一种低黏度高导热的双组分环氧灌封材料,并对其性能进行测试分析。结果表明:该环氧灌封材料的导热系数可达1.20 W/(m·K),且80℃时黏度仅为1.1×10~3m Pa·s。     

太阳能电池用绝缘背板的导热性能研究

将BN作为填料添加在背板内层(非空气面)的粘合剂中,制成导热背板。研究了BN偶联处理前后、不同添加量、不同粒径和不同的粒径配比对背板导热性能的影响,并测试了添加BN后背板的绝缘性能。结果表明:偶联处理的BN与基体树脂润湿性好,表现出更优异的热导率;导热背板的热导率随BN添加量的增加而增大,且添加大粒径(150μm)的BN具有更佳的热导率。在BN添加总量为20%的前提下,将5μm和150μm的BN以1∶3配合使用,导热背板的热导率达到最大值1.33 W/(m·K),约为原始热导率的5.8倍。添加BN后导热背板的体积电阻率均在1.0×1013Ω·m以上,满足背板的绝缘要求。     

AgNWs@SiO2/PI复合薄膜制备及性能研究

为了提高聚酰亚胺薄膜热导率的同时维持绝缘性,采用SiO2对AgNWs进行表面绝缘包覆获得AgNWs@SiO2核壳结构,首先通过静电纺丝技术将AgNWs@SiO2分散在聚酰胺酸(PAA)电纺纤维内部,规划导热路径,同时改善AgNWs@SiO2在PI基体中的分散性,再用含AgNWs@SiO2的PAA胶液浸渍PAA电纺膜,热亚胺化后得到E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜.研究其填料改性和含量对复合薄膜导热性能和绝缘性能的影响.结果表明:当填料质量分数为25％时,E-AgNWs/PI和E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜的热导率分别为2.92 W/(m·K)和2.80 W/(m·K),分别是纯PI薄膜的14.6倍和14倍.E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜的介电常数降低至5以下,并且介质损耗因数维持在0.015以下,体积电阻率提升至1.79×1013Ω·m.     

无规氧化铝/环氧复合材料导热绝缘性能的研究

环氧树脂作为电子器件、电机绝缘封装的主要材料，迫切需要提高其导热性能，以满足更苛刻的使用需求。通过采用无规形貌氧化铝(i-Al₂O₃)填充共混改性环氧树脂，研究不同体积分数i-Al₂O₃对环氧树脂导热系数及其他性能的影响。结果表明：随着i-Al₂O₃体积分数的增加，环氧共混物的黏度逐渐增加，拉伸强度先上升后下降，热稳定性逐渐提高，导热性能逐渐增强。当i-Al₂O₃的体积分数为45%时，环氧复合材料的综合性能良好，其导热系数达到了1.44 W/(m·K)，较纯环氧树脂的0.21 W/(m·K)提高了585.7%，并且体积电阻率保持在1014Ω·cm。     

氮化硼纳米片/环氧树脂复合材料的制备与热性能研究

通过十八胺改性氮化硼纳米片制备了氮化硼/环氧树脂复合材料,并对氮化硼/环氧树脂复合材料的热性能进行了研究。结果表明:加入氮化硼纳米后,复合材料的玻璃化转变温度提高了20℃,当氮化硼含量为7%时,复合材料的玻璃化转变温度最高为223.5℃,热分解温度最高,耐热性能明显提高,储能模量从纯环氧树脂的1 800 MPa增加到2 700 MPa。随着氮化硼含量的增加,复合材料的热膨胀系数逐渐减小,导热系数逐渐增加,从纯环氧树脂的0.139 W/(m·K)提高到氮化硼含量为10%时的0.23 W/(m·K)。     

BNNSs/液晶环氧纤维复合薄膜的导热性能

液晶环氧树脂导热性能较差,耐热性不够高,使得电力、电子器件运行过程中散热困难,温度升高导致环氧树脂绝缘发生劣化,大大影响了电力、电子器件的使用可靠性和寿命。该文开发了制备高取向度液晶环氧纤维薄膜的静电纺丝方法和工艺,结合真空抽滤方法向纤维薄膜中填充纳米氮化硼(nano boron nitride,BNNSs),进一步制备了填充取向型纳米氮化硼/液晶环氧纤维复合导热薄膜,研究了液晶环氧纤维直径和BNNSs填充浓度对BNNSs/液晶环氧树脂导热复合薄膜的导热性能和交流击穿强度的影响规律。结果表明:液晶环氧树脂纤维薄膜的面内热导率随着纤维直径的减小而增大,当纤维直径减小至280 nm时,热导率为0.699 W/(m·K);当填充BNNSs导热填料后,BNNSs/液晶环氧树脂导热复合薄膜的面内热导率随填料浓度增大而急剧上升,在填充量为15%时可以达到5.88 W/(m·K),比280 nm直径的纯薄膜提高了779%。同时发现,液晶环氧树脂纤维薄膜在直径较细的情况下交流击穿强度较高,280 nm纤维薄膜的击穿强度为26.55 kV/mm,BNNSs导热填料的添加可以减小薄膜复合材料的热击穿,填充...     

四通换向阀中采用新型材料的节能效果

为了降低四通换向阀传热损失导致的热泵空调系统的性能损失,提出采用低导热系数的阀座材料替代原阀座材料的方案,并结合实验和系统仿真分析了该方案的实际节能效果。研究结果表明,现有典型四通换向阀的传热损失不可忽略;考虑到结构设计和加工工艺等影响因素,采用低导热系数阀座材料是降低四通阀传热损失较为可行的方案;阀座材料导热系数由常见的110W/(m.K)降为60W/(m.K)后,四通阀传热损失减小21%,热泵系统COP提高0.4%。     

氧化铝微米片/环氧树脂复合材料导热性能的研究

以二维Al_2O_3微米片为填料,采用涂布技术制备了高导热的Al_2O_3微米片/环氧树脂复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、导热仪等研究了复合材料的结构与导热性能之间的关系。结果表明:复合材料的导热系数随着Al_2O_3微米片含量的增加而增大;当Al_2O_3微米片添加量为50%时,复合材料的导热系数达到1.08 W/(m·K),而无规则Al_2O_3填充的复合材料导热系数只有0.61 W/(m·K)。复合材料的介电常数随着Al_2O_3微米片含量的增加略微有所增大,力学性能略微低于无规则Al_2O_3填充的复合材料。     

高导热绝缘漆的研制及其在低压电机上的应用

以不饱和聚酯改性环氧树脂为基体,采用硅烷偶联剂表面改性后的金刚石、碳化硅和氧化铝微粉为填料分别制备高导热绝缘漆,分析3种填料对绝缘漆的防沉淀性、导热系数、击穿电压和粘度的影响,采用3种改性填料复合制备了一种高导热绝缘漆,并在低压电机的整机上进行应用试验。结果表明:加入未改性填料的绝缘漆易产生沉淀现象,而加入硅烷偶联剂表面改性填料的绝缘漆储存稳定性好,不易沉淀;添加改性后的金刚石、碳化硅和氧化铝微粉填料后的绝缘漆,其导热系数随微粉含量的增加均有所提高、电气强度随微粉含量的增加而降低、粘度随微粉含量的增加而增大;3种改性填料复合使用制备的高导热绝缘漆导热系数可达0.432W/(m·K),粘度69 s,电气强度23.4 MV/m。电机温升同比下降7 K,电机效率提高0.97%。     

线路板用导热绝缘涂料的研究

采用环氧树脂体系为基础,加入球形氧化铝及其他助剂制备了热固性绝缘导热涂料。通过对涂料的黏度、导热系数、红外光谱、TGA等进行测试,比较分析了涂料固化前后的性能,最终确定了涂料配方。结果表明:该涂料的储存时间超过24 h,经60℃/24 h固化后导热率为1.1 W/(m·K),击穿强度不低于35 MV/m,其他性能均符合常规线路板的生产要求。     

石墨烯/氧化铝微-纳杂化网络及导热电绝缘硅橡胶复合材料

日益发展的微电子设备对导热电绝缘热界面材料提出了更高的要求,通过构筑微-纳杂化导热网络实现了高导热电绝缘硅橡胶复合材料的制备.首先通过简单、环保的水相静电自组装策略制备了纳米氧化铝包覆的氧化石墨烯,随后通过高温热处理将其还原为TRGO@Al2O3纳米杂化填料.将其与微米氧化铝复配填充至双组份液体硅橡胶中,通过调节纳米氧化铝颗粒和氧化石墨烯的比例,研究不同纳米氧化铝包覆量对体系热导率和体积电阻的影响;通过控制纳米杂化填料与微米氧化铝颗粒间的复配比例,研究此微-纳杂化体系的导热协同效应.结果表明:在体积分数为3％的TRGO@Al2O3和54％的微米氧化铝颗粒复配时,复合材料的热导率约为2.5W/(m·K),且体积电阻处于电绝缘水平(≥109Ω·cm).     

基于风冷散热的锂电池热管理数值模拟研究

圆柱形锂离子电池布置方式和热物性参数对电池的热特性及安全性具有重要影响.首先建立了18650型LiFePO4单体电池产热模型以及电池组散热模型,分析了排布方式、电池间距等电池模块几何参数以及径向导热系数等热物性参数对电池模块散热特性的影响.结果表明,电池的间距越大,其平均温度越低,温差越小,散热效果越好;单就冷却效果而言,叉排排布结构最优,综合考虑电池模块的能量密度和冷却效果,六边形排布结构最优;径向导热系数由0.2174 W/(m·K)增加到1.7174 W/(m·K)时,电池最高温度由306.15 K降低到302.90 K,减小了3.25 K,电池模块温度分布更加均匀.研究为基于风冷的锂离子电池组热管理系统结构的设计和优化提供了重要参考.