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。