具有高各向同性导热性能的PA6/Al_2O_3/BN复合材料

以不同粒径的球形氧化铝(α-Al_2O_3)和少量二维氮化硼(BN)为填料,聚酰胺6 (PA6)为基体,通过熔融共混法制备了PA6/Al_2O_3/BN导热复合材料,并使用激光散射仪等对其各向导热性能进行了研究。由于两种填料粒子间的协同作用,复合材料的导热性能相对仅以氧化铝为填料时得到了明显的提升。研究还发现氧化铝粒子能降低BN在垂直于热压方向的取向系数,从而使复合材料导热系数的各向异性指数得到降低,材料在平行于热压方向上(Through-plane)也兼具较好的导热性能。在填料总体积分数为47%时(其中氧化铝为40%、BN为7%),PA6/Al_2O_3/BN复合材料在平行及垂直于热压方向(In-plane)的导热系数最高分别达到了2.32 W/(m·K)和2.90 W/(m·K),较之使用50% Al_2O_3的PA6/Al_2O_3复合材料,其导热系数在各方向上分别提升了26.78%、58.47%。此外,红外热图测试进一步表明了PA6/Al_2O_3/BN复合材料较好的散热性能。     

纳米氧化铝填充EPDM制备高性能复合材料

采用纳米氧化铝(Al_2O_3)为填料,制备不同配比的EPDM/Al_2O_3复合材料,并分别研究了复合材料的机械性能、导热系数和微观形貌。研究结果表明,随着Al_2O_3用量的增加,复合材料的力学性能表现得更为优异,导热系数也明显增加;纳米Al_2O_3的用量增加至100份,复合材料的导热系数增加至0.53 W/(m·K),压缩疲劳值增加的较少,大大降低了填料与橡胶基体之间的摩擦,因此表现出较小的热量积累。在同一配比下,填充纳米Al_2O_3的复合材料与其他填料的机械性能接近,导热系数明显增加,比炭黑N550填充复合材料的热导率高约32.3%,比聚氯乙烯(PVC)填充复合物的热导率高出57.7%。Al_2O_3填料在橡胶基体中可以均匀地分散,复合材料的交联网络较为完善,对于延长材料的使用寿命具有重要意义。     

氧化铝/碳纳米管填充乙烯基聚二甲基硅氧烷的导热网络结构及导热模型分析

分别用氧化铝(Al_2O_3)单组分和Al_2O_3/碳纳米管(CNTs)双组分为填料,制备了导热乙烯基聚二甲基硅氧烷(PDMS),通过动态流变测试仪研究了体系的导热网络结构,并采用Hashin-Shtrikman边界模型分析了CNTs在导热网络结构中的桥架作用。结果表明,CNTs的加入增强了PDMS体系中Al_2O_3填料的网络效应,完善了导热网络结构,且微量的CNTs搭在分散的Al_2O_3上形成连续分布的导热通道,起到桥架的作用,使体系的导热系数有较明显的提高。     

填料形状对聚酰胺6基复合材料导热性能的影响

首先分别以膨胀石墨(EG)、氮化硼(BN)、氧化铝(Al_2O_3)、氧化锌晶须(T-ZnO_W)为填料,采用熔融共混法制备了聚酰胺6(PA6)基导热复合材料,研究了填料形状对复合材料导热性能的影响;在此基础上,再以EG为主填料,分别与BN、Al_2O_3、T-ZnO_W复配填充改性PA6,考察了复配填料形状、含量对复合材料导热性能的影响。结果表明,片状EG较其他填料对PA6树脂的热导率具有更好的提升效果;复配填料中小粒径填料Al_2O_3有助于打开并进入EG的片层结构,形成更加完善的导热网络,发生协同效应;当复配填料总含量固定为20%(体积分数,下同),BN或Al_2O_3或T-ZnO_W含量分别为7.5%、5%、2.5%时,复合材料的热导率分别达到最大值:3.05、3.10、2.84 W/(m·K)。     

添加Al_2O_3-Y_2O_3烧结助剂的无压烧结Si_3N_4的研究

本文研究了 1740～1780℃范围内以Al_2O_3-Y_2O_3 为烧结助剂的 Si_3N_4 的无压烧结性能。结果表明:加少量Al_2O_3-Y_2O_3的Si_3N_4,即使含量<6.5％,只要工艺措施适当,也可获得高密度(相对密度达96～99％)的氮陶瓷,强度为500～600MN/m~2(部分达到700MN/m~2)。 试验表明,使用粒度细,α相含量高的Si_3N_4 原料,采用Si_3N_4 BN MgO 的埋粉,以及保温时间适当,是促进烧结的有效措施。研究指出:添加少量Al_2O_3-Y_2O_3 外加剂的 Si_3N_4 是以液相烧结为主。 用X射线衍射,扫描电镜和电子探针等检验了Si_3N_4的显微结构,表明 Al_2O_3已进入β-Si_3N_4 晶格,形成β’-Si_3N_4固溶体,晶格参数随 Al_2O_3 加入量增加而增大。     

氮化硅/环氧复合电子基板材料制备及性能

以Si_3N_4粉末作为增强组分与环氧树脂进行复合,采用模压法制备了氮化硅/环氧树脂复合电子基板材料。研究了Si_3N_4含量对复合材料导热性能和介电性能的影响。研究结果表明,随着Si_3N_4含量的增加,复合材料中填料形成导热网络,复合材料的热导率也随之增加,当体积填充量为35%时,导热系数达到1．71 W/m·K。复合材料的介电常数随Si_3N_4含量的增加而增加,但在氮化硅陶瓷颗粒的体积分数达到35%时仍维持在较低的水平(7．08,1 MHz)。     

单组分导热性耐焊型环氧树脂胶粘剂的研制

以双酚A型EP(环氧树脂)为基体树脂、线性PF(酚醛树脂)为固化剂、2E4MZ(2-乙基-4-甲基咪唑)为固化促进剂、AGE(烯丙基缩水甘油醚)为活性稀释剂、BN(氮化硼)和Al_2O_3(三氧化二铝)为导热填料,制备单组分耐焊型EP胶粘剂。着重探讨了固化体系、组成等对该胶粘剂的凝胶时间、导热系数、粘接强度、T_g(玻璃化转变温度)和耐焊性等影响,并采用单因素试验法优选出制备该胶粘剂的最佳工艺条件。研究结果表明:当m(EP):m(PF)=10:3、w(固化促进剂)=0.5%、w(BN)=20%、w(Al_2O_3)=20%(均相对于EP和PF总质量而言)和固化条件为"120℃/1 h→170℃/2 h"时,相应胶粘剂的常温粘接强度(49.04 MPa)和耐焊性相对最好,其耐热性和导热性[为0.802W/(m·K)]相对较好。     

Al2O3–RE2O3(RE=Lu,Y,Gd,La)烧结助剂对Si3N4陶瓷结构和性能的影响

以α-Si_3N_4粉末为原料、Al_2O_3–RE_2O_3(RE=Lu,Y,Gd和La)为烧结助剂,在1 800℃压烧结制备氮化硅陶瓷,研究了不同烧结助剂对材料的相组成、微观结构和力学性能的影响。结果表明:样品中α-Si_3N_4完全转化为β-Si_3N_4,所形成的长柱状晶粒生长发育良好。随着稀土阳离子半径的增大,材料的相对密度和力学性能呈增加趋势,其中Si_3N_4–Al_2O_3–Gd_2O_3的抗弯强度和断裂韧性分别达到860 MPa和7.2 MPa·m~(1/2)。由于稀土离子对烧结液相黏度的影响,Si_3N_4–Al_2O_3–Lu_2O_3和Si_3N_4–Al_2O_3–Y_2O_3中出现了晶粒异常长大的现象,而Si_3N_4–Al_2O_3–La_2O_3的基体与柱状晶粒界面结合较大导致材料力学性能降低。     

低温高抗冲高导热PA6的制备及改性

针对目前国内市场上灯具用工程塑料替代铝制作高导热、高抗冲的制品存在较少、国内技术无法突破工业化的问题,通过向尼龙(PA)6中添加氧化铝(Al_2O_3)、氮化铝(Al N)和乙烯-1-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)弹性体,制备了LED灯用PA6工程塑料材料,研究了Al_2O_3,Al N和弹性体的用量对PA6材料导热性能和力学性能的影响。结果表明,高含量的Al_2O_3或Al N均可明显提高PA6材料的导热系数,但降低了材料的力学性能;Al_2O_3和Al N复配能显著改善PA6材料的导热性能且对材料力学性能影响不大;适宜的Al_2O_3,Al N和弹性体的复合配比,可在保证PA6一定程度的导热性能和强度的条件下,大幅提高其冲击性能。当弹性体质量分数为10%,复合导热剂(Al_2O_3+Al N)质量分数为60%,Al N质量分数为15%时,材料的导热系数可达到1.121 W/(m·K),冲击强度为10.5 k J/m~2,同时通过低温IK05防护等级实验(–30℃),从而制得了高导热、低温高抗冲的LED灯用PA6工程塑料材料。     

纳米金属氧化物导热硅脂的制备及导热性能的研究

采用沉淀法,以金属硝酸盐和混合碱为原料,制备了一系列纳米Mg(OH)_2和Al(OH)_3,并经过程序升温焙烧制备了纳米Mg O、Al_2O_3及其混合物Mg O·Al_2O_3,采用X-射线衍射仪对其结构进行了表征。以二甲基硅油为基体制备了导热硅脂,并用导热系数测定仪对其性能进行了测试。结果表明,Mg(OH)_2、Al(OH)_3及Mg O和Al_2O_3具有良好的晶体结构,将其作为填料制备导热硅脂可以改善其导热性能。添加66.7%(Vol.)的Mg O、Al_2O_3及Mg O·Al_2O_3得到的导热硅脂,其导热系数分别为:1.12、0.72和0.93 W/(m.K),导热性能顺序为:Mg OAl_2O_3Mg O.Al_2O_3。     

电子封装用聚氨酯灌封胶的研制

以球形Al_2O_3(氧化铝)为导热填料、改性PAPI 9258(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)为固化剂,并引入自制的高效液体阻燃剂,成功制备了一种兼具导热、阻燃和高流动性的PU(聚氨酯)灌封胶。研究结果表明:当m(树脂组分)∶m(固化剂)=6∶1、树脂组分中w(球形Al_2O_3)=67%和w(液体阻燃剂)=13%时,PU灌封胶的综合性能相对最好,其导热系数为0.815 W/(m·K)、阻燃等级为UL-94 V0级、常温拉伸剪切强度为11.79 MPa且流动性良好,完全满足多功能灌封胶的使用要求。     

填料并用对双组分室温硫化导热硅橡胶性能的影响

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,Si3N4、AlN、Al2O3为导热填料,制备了填充型双组分室温硫化（RTV-2）导热硅橡胶.研究了填料Si3N4/Al2O3或AlN/Al2O3并用对RTV-2硅橡胶导热性能、工艺性能及力学性能的影响.结果表明,当填料的总体积分数为0.45时,对于Si3N4/Al2O3填充体系,随着体系中Al2O3体积分数的增加,RTV-2导热硅橡胶的热导率先升后降、拉伸强度先增后减,而扯断伸长率则呈逐渐升高的趋势,基料的粘度先减后增;当Al2O3的体积分数为0.14时,RTV-2导热硅橡胶的热导率最高、拉伸强度最大,基料的粘度最小,综合性能最佳.对于AlN/Al2O3填充体系,随着体系中Al2O3的体积分数的增加,RTV-2导热硅橡胶的热导率先升后降、拉伸强度及扯断伸长率先减后增,基料的粘度呈上升趋势;当Al2O3的体积分数为0.07时,RTV-2导热硅橡胶具有较好的导热性能和工艺性能,但力学性能偏低.     

高流动性PA 6/Al_(2)O_(3)导热复合材料的制备及其性能北大核心

以球形Al_(2)O_(3)为填料,高流动性聚酰胺(PA)6为基体,利用双螺杆挤出熔融共混技术,制备了PA 6/Al_(2)O_(3)导热复合材料,并研究了Al_(2)O_(3)含量和粒径对复合材料性能的影响。结果表明:随着亚微米Al_(2)O_(3)含量的增加,填料形成了更加发达的导热通道,当Al_(2)O_(3)质量分数为80%时,复合材料的导热系数达到1.510 W/(m·K),较纯PA 6提升了439%,同时复合材料的弯曲强度提高了60%,弯曲模量提高了367%,结晶温度提高了16.1℃;添加Al_(2)O_(3)不仅改善了复合材料的结晶性能,还提高了复合材料的导热性能和力学性能。     

高导热GE/Al_2O_3/CO-PA复合材料的制备与性能

以石墨烯(GE)和氧化铝(Al_2O_3)为导热填料,三元共聚尼龙(CO-PA)为基体,硅烷偶联剂KH-550为表面改性剂,通过溶液共混的方法制备了石墨烯/氧化铝/三元共聚尼龙导热复合材料。XRD和SEM分析表明,GE、Al_2O_3的加入改变了尼龙的结晶晶型; DSC与TGA分析表明,GE与Al_2O_3的填料体系降低了尼龙的结晶性能,同时复合材料的热稳定性得到提高;热导率测试结果表明,填料的添加使复合材料的热导率得到较为明显的提高,当Al_2O_3的添加量为50%,GE添加量8%时,复合材料的热导率提高了8. 8倍;力学测试表明,低含量的导热填料能够提高复合材料的力学性能,当Al_2O_3添加量为50%,GE含量为1%时,复合材料的屈服强度提高了62. 1%,当Al_2O_3添加量为30%时,复合材料的拉伸强度提高了21. 2%。     

非氧化物复合耐火材料的应用研究进展EI北大核心CSCD

SiAlON较Si_3N_4具有更好的高温稳定性,在炼铁体系具有更好的实用性;MgAlON比AlON低温稳定性好,是洁净钢、精品钢等炼钢体系用耐火材料;Al_4O_4C和Al_2OC是树脂结合Al-Al_2O_3系耐火材料高温增强相,具有无铬、低碳环保特点,用于连铸功能耐火材料具有很好的使用效果。基于此,介绍了Si-N-O、Si-Al-O-N、Mg-Al-O-N和Al-Si-C-O-N系结合相复合材料等的应用研究现状,展望了其发展前景。     

Y_2O_3-Al_2O_3.AIN-Si_3N_4系统的亚固相关系

研究了 Y_2O_3-Al_2O_3·AlN-Si_3N_4 系统的亚固相关系。得知在 Y_2O_3-Al_2O_3·AlN 二元系统中存在两个结构分别与 5Al_2O_3·3Y_2O_3(YAG)和Al_2O_3·2Y_2O_3(YAM)相同的含氮的YAG和YAM。在这二元系统中还存在一个结构与 Al_2O_3·Y_2O_3(钙钛矿型)相同的不稳定化合物,它在1550℃开始形成,但不易得到单相化合物。在Y_2O_3-Al_2O_3·AlN-Si_3N_4 三元系统中,不存在五组分的化合物,只存在YAM和J相之间的连续固溶体。 研究结果得出了 Y_2O_3-Al_2O_3·AlN-Si_3N_4 三元系统的亚固相关系图,在此图中存在四个含有固溶体的二相区和三个部存在有YAG’的相容性三角形。它们分别是:Y_2O_3-J_(s.s.)、YAG’-J_(s.s.)、Y_2O_3·Si_3N_4-J_(s.s.)和YAG’-β-Si_3N_(4 s.s.),YAG’-J_(s.s.)-Y_2O_3-Si_3N_4、YAG’-Y_2O_3·Si_3N_4-Si_3N_4和YAG’-Al_2O_3·AlN-β-Si_3N_(4 s.s.)。     

氯化丁基橡胶基阻尼导热胶的研制

以氯化丁基橡胶(CIIR)为主要基体、氢化松香(GA-85H)为阻尼赋予剂和氧化铝(Al_2O_3)为导热填料,制备CIIR基阻尼导热胶。研究结果表明:w(氢化松香)=150%(相对于CIIR质量而言)时,导热胶的阻尼性能和粘接性能相对最好;同时,在上述体系中,当m(总Al_2O_3)=200 g、m(5μm Al_2O_3)∶m(15μm Al_2O_3)=1∶3时,导热胶的综合性能相对最佳,其导热系数[0.73 W/(m·K)]相对最大。     

Si-Al-Ca-N-O系统部分亚固相关系

本文研究了Si、Al、Ca/N、O系统中以Si_3N_4、SiO_2、CaSiO_3、2CaO·Al_2O_3·SiO_2、CaO-Al_2O_3、Al_2O_3和β′-Si_2Al_4O_4N_4(β_(60))为边界的区域的亚固相关系。在此区域中发现一个新相,其组成接近CaO·1.33Al_2O_3·0.67Si_2N_2O(称S相),且与CaO·2Al_2O_3形成连续固溶体。在此区域中有14个相容性四面体,其中5个含有S相。     

非氧化物复合耐火材料的应用研究进展

SiAlON较Si_3N_4具有更好的高温稳定性,在炼铁体系具有更好的实用性;MgAlON比AlON低温稳定性好,是洁净钢、精品钢等炼钢体系用耐火材料;Al_4O_4C和Al_2OC是树脂结合Al-Al_2O_3系耐火材料高温增强相,具有无铬、低碳环保特点,用于连铸功能耐火材料具有很好的使用效果。基于此,介绍了Si-N-O、Si-Al-O-N、Mg-Al-O-N和Al-Si-C-O-N系结合相复合材料等的应用研究现状,展望了其发展前景。     

PP-R/POE-g-MAH/Al_2O_3复合材料的制备与性能研究

通过添加马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)及无机导热填料Al_2O_3对无规共聚聚丙烯(PP-R)进行复合改性,研究了POE-g-MAH及Al_2O_3用量对PP-R/POE-g-MAH/Al_2O_3复合材料力学性能和导热性能的影响,并分析了复合材料的结晶行为和微观形貌。结果表明:POE-g-MAH和Al_2O_3的添加,可提高PP-R材料的低温冲击强度和导热性,由此可望得到综合性能优越的PP-R管材。