轻质刚性隔热材料的制备及性能研究

以短切石英纤维和莫来石纤维为骨架,氮化硼粉和硅溶胶为粘结剂,采用水基料浆制备了具有鸟巢结构的刚性隔热材料,研究了纤维配比及氮化硼含量对刚性隔热材料密度、显微结构、热导率及压缩强度的影响。结果表明,通过调整氮化硼含量,材料密度在0.21~0.34 g/cm^3变化,随氮化硼含量增加,三组隔热材料的密度和压缩强度逐渐提高,隔热性能有轻微降低,当氮化硼加入量为8wt%时,材料300℃和700℃的热导率分别为0.055 W·m^-1·K^-1和0.078 W·m^-1·K^-1,压缩强度可达2.73 MPa,相比较2wt%含量样品的压缩强度(1.44 MPa)提高了90%。

微米级球形TiO_(2)的制备及其树脂基复合材料的高频介电性能

5G微带天线、毫米波雷达等应用领域要求所使用的印制电路板(PCB)具有集成化、微型化的特点,这通常要求介质基板材料具有高的介电常数(D_(k)),低的介电损耗(D_(f))以及趋近于零的介电常数温度系数(α)。将电介质陶瓷填充到有机聚合物中制备的复合基板兼具良好的加工性和优异的介电性能,是目前最有前途的解决方案。然而,陶瓷填料的物化指标、介电性能以及其与有机树脂的相容性常常是影响有机/无机复合材料综合性能的关键因素。选取具有优异介电性能的二氧化钛(TiO_(2):D_(k)约为110,Df约为0.001,α约为-700×10^(-6)℃^(-1))作为研究对象,利用水热法合成了纳米级TiO_(2)前驱体,通过特殊的球化技术制得了高球形度、高结晶度的微米级球形二氧化钛填料。对TiO_(2)填料进行表面改性处理,极大地改善了填料与有机树脂的相容性。此外,通过掺杂Al2O3调控了TiO_(2)填料的α,当填料中Al_(2)O_(3)的质量分数为20%时,所制备复合基板综合介电性能优异:在25℃,10 GHz下的D_(k)=10.2,D_(f)=0.0019,α=-405×10^(-6)℃^(-1)。上述研究结果表明所制备的陶瓷填料能够满足在5G高频高介电PCB板领域的实际应用。