隐晶质石墨/PVA复合材料导热性能分析

以隐晶质石墨/PVA导热复合材料为研究对象,分析了影响其导热性能的因素,并提出了热导率模型。结果表明,影响隐晶质石墨/PVA复合材料导热的因素有含量、杂质、粒径及厚度,其热导率随着石墨含量的增加、杂质的减少、粒径的增大、包覆膜PVA厚度的减小而增加。所得到的隐晶质石墨/PVA复合材料热导率数学模型计算值与实验所测热导率值接近,最小相对误差为0.935%,最大相对误差为12.558%。研究结果将为后续研究提供参考。     

球磨转速对隐晶质石墨复合材料吸波性能的影响

为了考察球磨转速对隐晶质石墨复合材料吸波性能的影响,研究了不同球磨转速对隐晶质石墨的微观形貌、晶体结构、粒径分布以及隐晶质石墨/LDPE复合材料反射率的影响。研究结果表明:随着球磨转速的增加,隐晶质石墨有效细化,颗粒均匀度明显增加,平均粒径减小,晶体结构不变,在8~18GHz范围内,反射率峰值明显降低,吸波频段拓宽。当球磨转速为800r/min时,隐晶质石墨复合材料反射率峰值达到-23.4dB,小于-5dB和-10dB的有效带宽分别为5.95GHz和1.7GHz,说明隐晶质石墨通过球磨细化处理后能有效提高其吸波性能。     

鳞片石墨掺杂对单向C/C复合材料结构和性能的影响

以大直径(40~50μm)中间相沥青基炭纤维为导热相,以掺杂一定量不同粒径天然鳞片石墨的中间相沥青为黏结剂,经500℃热压成型、高温炭化及石墨化处理制备出单向高导热炭/炭(C/C)复合材料。采用偏光显微镜和扫描电子显微镜对复合材料石墨化样品的形貌和微观结构进行表征,并探讨鳞片石墨掺杂对复合材料不同方向导热性能的影响。结果表明,掺杂鳞片石墨对复合材料的体积密度影响较小,但对复合材料不同方向的导热性能有显著影响,复合材料沿纤维长度方向的室温热扩散系数随鳞片石墨体积分数和粒径的增加而减小,而垂直纤维长度方向的室温热扩散系数呈现上升趋势;添加16 vol.%粒径约为60μm的鳞片石墨所制复合材料沿纤维长度方向热扩散系数由掺杂前的650.5 mm~2/s降至510.9 mm~2/s,下降了21%,而垂直纤维长度方向的室温热扩散系数由22.4 mm~2/s提高到48.9 mm~2/s,增加了118%。掺杂鳞片石墨明显提高了复合材料垂直纤维长度方向的导电性能和抗弯性能。     

隐晶质石墨/LDPE复合材料的吸波性能

为了研究隐晶质石墨在吸波材料方面的应用,从隐晶质石墨微观形貌、粒径大小、晶体结构、杂质成分入手,深入探讨隐晶质石墨含量对隐晶质石墨/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料吸波性能的影响.结果表明,固定碳含量为85.69％的微米级隐晶质石墨可显著提高低频吸波效果,且其含量对吸波材料吸波性能有很大影响;随着隐晶质石墨吸波剂含量的增加,最大吸收峰值均向低频方向移动,在隐晶质石墨含量为60％时的反射率在频段2～18GHz达到最大峰值-25.19 dB,小于-5dB和-10 dB的有效带宽分别为4.31 GHz和2.57 GHz.研究表明,隐晶质石墨/LDPE复合材料具有较好的吸波性能.     

一维高导热C/C复合材料的制备研究

以三种沥青作为基体前驱体, 实验室自制的AR中间相沥青基纤维为增强体, 通过500℃热压成型, 随后经炭化和石墨化处理制备出一维炭/炭(C/C)复合材料。研究了前驱体沥青种类和热处理温度对复合材料导热性能的影响, 并采用扫描电子显微镜和偏光显微镜对其石墨化样品的形貌和微观结构进行表征。结果表明; C/C复合材料在沿纤维轴向的室温热扩散系数和导热率均随热处理温度的升高而逐渐增大; 由AR沥青作为基体前驱体所制备的C/C复合材料具有更加明显的沿纤维轴向取向的石墨层状结构以及最好的导热性能, 其3000℃石墨化样品沿纤维轴向的室温热扩散系数和导热率分别达到594.5 mm²/s和734.4 W/(m·K)。     

Al_2O_3粒径与形貌对尼龙复合材料导热性能影响研究

以尼龙(PA)为基体、三氧化二铝(Al2O3)为导热填料经熔融共混、模压成型后制得尼龙导热复合材料。通过扫描电子显微镜、导热分析仪对复合材料微观形貌、导热性能进行表征。结果表明,Al2O3在尼龙基体中具有良好的分散性;Al2O3填料含量、粒径和形貌都对复合材料导热率有影响,当粒径为5μm的片状Al2O3的填充量达到50%(质量分数)时,其导热率可达0.838 W/(m·K);不同形貌的Al2O3填料复配使用可以有效构建导热通路、提高复合材料热扩散系数,但会降低材料热容、使复合材料导热系数减小。     

高导热炭/陶复合材料的制备及其性能研究

以天然鳞片石墨粉为骨料炭、中间相沥青作粘结剂、以及Si,Ti为添加剂,利用热压工艺制备了系列炭/陶复合材料.考察了热压温度对材料物理性能和微观结构的影响.研究表明:随着热压温度的升高,最终材料的导热率和热扩散系数都单调增大;而抗弯和抗压强度则有所下降.当热压温度为2700℃时,在平行于石墨层方向材料的温热导热率、热扩散系数、抗弯和抗压强度分别为654W/m·K,413mm2/s,34.5,31.5MPa.当热压温度为2300℃时,材料微晶的定向排列程度就较高,晶格排列也较为规则.利用XRD,SEM,TEM等考察了材料的微观结构,探讨了材料导热性能与微观结构之间的相互关系.     

石蜡/不同粒径膨胀石墨复合相变储热材料的制备和性能

用熔融共混法制备石蜡/不同粒径膨胀石墨复合相变储热材料,对样品进行XRD、FT-IR、SEM、DSC和LFA表征分析,研究了不同粒径膨胀石墨的质量比例对复合相变储热材料性能的影响。结果表明:随着小粒径膨胀石墨含量的增加,复合相变储热材料的热扩散系数先增大后减小。在大小粒径膨胀石墨质量比例为9∶1时,石蜡充分利用了大小粒径膨胀石墨的镶嵌式空间结构,复合相变材料的热扩散系数为1.964×10-6m2/s,比纯石蜡提高了22倍,相变潜热为144.2 J/g。     

机械球磨制备PVC/石墨导电复合材料及性能研究

以PVC为基体,添加一定量经硅烷偶联剂KH570处理过的石墨,置于自制球磨机中,以100r/min的转速机械球磨30min,在165℃、8MPa的条件下于平板硫化机中热压15min,制备PVC/石墨导电复合材料。结果表明:当石墨含量为20%,KH570用量为石墨的2%时,复合材料的电阻率为0.1691Ω·cm,导热率为0.71502W/(m·K),拉伸强度和弯曲强度分别为8.63MPa和16.88MPa,软化点和热分解温度比纯PVC材料相应提高了1.55℃和8.13℃。复合材料具有良好的导电导热性能以及力学强度。     

石墨和碳纳米管掺杂对十四醇/SiO_2复合材料相变储热及导热性能的影响

采用石墨(GP)和多壁碳纳米管(MWCNTs)为导热剂,溶胶-凝胶法和超声法制备了十四醇/SiO_2/GP、十四醇/SiO_2/MWCNTs复合相变材料,研究了不同导热剂及含量对复合相变材料的相变及导热性能的影响。结果表明,导热剂掺杂量小于3.0%(wt,质量分数,下同)时对复合材料相变焓影响不大,并且0.7%含量的MWCNTs会增加相变焓。复合相变材料的导热性随着导热剂的掺入,材料的导热系数大幅度提升;当掺杂量超过5.6%时,MWCNTs对复合材料导热系数的提高优于GP。     

SiC泡沫陶瓷/SiCp/Al混杂复合材料的导热性能

运用挤压铸造法制备了SiC泡沫陶瓷/SiC颗粒/Al混杂复合材料,研究了温度和SiC泡沫陶瓷体积分数对复合材料热膨胀的影响.结果表明:随着温度的升高,复合材料的热容逐渐增大,热扩散系数、导热系数逐渐减小.随着增强体SiC体积分数的增大,复合材料的热容线性下降,热扩散系数和导热系数均非线性减小.由于混杂复合材料具有独特的复式双连续结构,复合材料的导热系数大于130W/(m·℃).     

氟化铵-盐酸法提纯隐晶质石墨工艺研究

为了提高隐晶质石墨的固定碳含量,扩大隐晶质石墨的应用范围,采用湖南郴州地区的隐晶质石墨为原料,用氟化铵-盐酸法对其进行纯化处理。研究了氟化铵的用量、反应温度、液固比以及反应次数对隐晶质石墨固定碳含量的影响,确定了氟化铵-盐酸法提纯隐晶质石墨的最佳工艺条件。结果表明:在氟化铵的含量为45%,液固比为3∶1,恒温70℃反应2h,重复5次的条件下能够将隐晶质石墨的固定碳含量从83.08%提高到99.47%。研究表明氟化铵-盐酸法可以有效提高隐晶质石墨的固定碳含量。     

电子封装用石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料微观结构和热物理性能（英文）

以中间相沥青为原料,采用加压发泡法制备出不同结构和性能的高导热石墨泡沫。通过Sn-Bi合金高温熔融浸渍石墨泡沫,制备了电子封装用高导热石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料,系统研究了该材料的微观结构和热物理性能。结果表明,Sn-Bi合金均匀分散于石墨泡沫的孔隙结构中;复合材料的密度为3.83±0.01 g/cm~3,其热扩散系数达到163.1±3 mm~2/s,材料的热膨胀系数为8.08±0.02 ppm/K明显低于合金材料的20.7±0.02 ppm/K。通过石墨泡沫基体密度和结构的调控,可制备出低膨胀系数(8.08±0.02,16.4±0.02 ppm/K)的电子封装用高性能石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料。     

石墨烯纳米薄片-SiO_2/天然橡胶复合材料的导电导热性能

采用物理机械剥离法对可膨胀石墨进行剥离,得到厚为10nm、横向尺寸为10～20μm的石墨烯纳米薄片(GE),进一步制备GE质量分数为20wt%的GE/天然橡胶(NR)浓缩母粒;采用硅烷偶联剂KH580对SiO_2进行改性,得到疏水性SiO_2;采用机械共混的方法制备了GE质量分数分别为0、0.2wt%、0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%的GE-SiO_2/NR复合材料。对GE-SiO_2/NR复合材料进行导电导热性能的测试,发现随着GE含量的增加,其导热导电性能逐渐提升,当GE含量为2.0wt%时,复合材料的面内导热率提高了38.1%,面间导热率提高了36.21%,导电率提高了36.07%。GE含量越高,GE-SiO_2/NR复合材料的100%和300%定伸应力越大,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率变化不明显。随着GE含量的增加,GE-SiO_2/NR复合材料填料的网络效应减弱,Payane效应减弱,玻璃化温度逐渐升高。通过SEM分析发现,改性后的SiO_2在NR基体中分散良好,无团聚现象,在GE含量为2.0wt%时,GE-SiO_2/NR复合材料中能明显观察到GE的片层结构。     

中间相碳微球/氰酸酯树脂复合材料的导电导热性能

选取M22、M15和M23三种不同粒径中间相碳微球（MCMBs）作为填料,分别以10vol%、25vol%、40vol%和50vol%体积分数填充氰酸酯树脂（CE）制备了MCMBs/CE复合材料,通过SEM、XRD、拉曼光谱仪、导热仪、体积电阻仪分析了不同粒径的MCMBs/CE复合材料的性能。结果表明:三种球形粉体都具有石墨化结构,其中M22粉体球形度最好、石墨化程度最高（I_D/I_G=0.23）、体积电阻率最小。三种MCMBs粉体制备的MCMBs/CE复合材料的吸水性、导热性和导电性均随填充量的增加而增大,冲击强度则先增大后减小。其中以M22在40vol%填充率下所得MCMBs/CE复合材料的综合性能最优,吸水率为0.45%,冲击强度为23.6 kJ/m2,热导率达1.28 W/（m·K）,体积电阻率达1.5 Ω·cm。      

超细石墨复合改性水泥石的导热性能

为提高地热的开采效率，在地热井采热段应使用具有高导热性能的固井材料。以超细石墨为提高导热性能的掺合料，选用十二烷基苯磺酸钠作为分散剂提高超细石墨在水泥浆中的分散稳定性；优选出适合的超细石墨分散液后，进一步制备超细石墨复合改性水泥石(简称为水泥石)作为固井材料；研究超细石墨掺量对水泥石的抗压强度和导热性能的影响；运用XRD、 TG、 MIP、 SEM测试和表征水泥石的物相组成、孔隙率和结构致密性，研究不同掺量的超细石墨对水泥石导热性能的影响；探讨不同石墨掺量和孔隙率条件下的水泥石导热机制。结果表明：随着超细石墨掺量的增大，水泥石的导热系数先增大后减小，当超细石墨质量分数为12%时，水泥石导热系数达到最大值，为2.45 W/(m·K);超细石墨的导热性能、孔隙率与水化产物的含量均可影响水泥石导热性能；随着超细石墨掺量的增大，水泥石的抗压强度先增大后减小；综合考虑水泥石的导热性能与力学性能，超细石墨的优选质量分数应为10%～12%。     

有机硅树脂基导热复合材料的制备与导热性能研究

以自制甲基苯基乙烯基有机硅树脂(SR)为基体,分别填充Al2O3、BN、Si3N4、AlN和SiC等导热填料,制备出一系列有机硅树脂基导热复合材料,并重点对系列复合材料的导热性能进行综合对比和分析。研究结果表明,添加20份AlN填料,可将有机硅树脂的导热性能提升到其纯树脂的2倍以上。同时AlN的用量和粒径会对SR/AlN复合材料的导热系数产生直接的影响,其导热系数随AlN用量的增加而增大,在0.03、2μm和5μm 3种粒径规格中,粒径为2μm的AlN改性有机硅复合材料的导热系数最大。进一步的研究表明,相对于SR/AlN,将BN与AlN按4∶6的体积比复配后填充制备的SR/BN/AlN复合材料的导热性能得到了进一步的提升,其导热系数达到了1.885W/(m·K)。     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料, 多层石墨为导热填料, 采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料, 研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、 热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明, 多层石墨在硅树脂中分散性良好。多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大, 填充质量分数为45%时, 热导率达到2.26 W·(m·K)^-1, 超过此值之后热导率开始下降。随着填料的增加, 多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小。与纯硅树脂相比, 多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高。相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、 AlN/硅树脂的热导率高得多, 这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链。     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料,多层石墨为导热填料,采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料,研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响.结果表明,多层石墨在硅树脂中分散性良好.多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大,填充质量分数为45％时,热导率达到2.26W· (m· K)-1,超过此值之后热导率开始下降.随着填料的增加,多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小.与纯硅树脂相比,多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高.相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、AlN/硅树脂的热导率高得多,这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链.     

纳米铁钴合金/石墨复合材料的微波吸收性能研究

利用氧化石墨的吸附性能将Fe³⁺和Co²⁺吸附到氧化石墨层间制备出Fe³⁺Co²⁺/氧化石墨复合物, 再通过氢气还原制备出纳米铁钴合金/石墨复合材料, 采用XRD和SEM以及磁滞回线测试等手段对其晶体结构、微观形貌以及磁学性能进行表征, 探讨了FeCo合金含量对其微波吸收性能的影响。结果表明: 所制备的产物为石墨和纳米FeCo合金颗粒组成的二元复合材料, FeCo合金分散在石墨表面和层间, 粒径为30~150 nm。纳米铁钴合金/石墨复合材料是典型的软磁性材料, 饱和磁化强度随FeCo合金含量的减小而降低。随着FeCo合金含量的减少, 纳米FeCo/石墨复合材料的介电损耗逐渐增加, 磁损耗逐渐减小。FeCo合金含量适当时, 介电损耗和磁损耗的协同作用使复合材料具有较好的微波吸收性能。