导热有机硅材料的研究进展

有机硅材料虽然具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、耐候性、憎水性、耐腐蚀性等,但其导热性差,难以满足航空航天、电子电气、高频通信等领域对设备高性能化和小型化的需求。近年来,利用各种导热填料改性有机硅材料以赋予其导热性已成为研究热点之一。本文介绍了有机硅材料的导热机理,重点综述了近年来导热硅脂和导热硅橡胶的研究进展,并展望了其发展方向。

硅溶胶结合刚玉-碳化硅质浇注料的特性分析及应用

以致密刚玉（粒径为5～8mm、3～5mm、1～3mm、及0．088—1mm）和碳化硅（粒径为3～5mm、1～3mm、及0．088～1mm）为骨料，以白刚玉粉（≤0．043mm，w（Al2O3）≥99．40％），活性α-Al2O3微粉（≤0．043mm，w（Al2O3）≥99．40％）及碳化硅粉（≤0．074mm，w（SiC）≥97．0％）为细粉；以硅溶胶为结合剂制备了刚玉-碳化硅质浇注料。该浇注料具有：（1）较高的中温和高温强度（经实验测试810℃×3h和1400℃×3h处理后该浇注料的抗折强度在10．0MPa、耐压强度在80．0MPa以上）；（2）良好的抗渣侵蚀性、抗热震稳定性（1100℃←→水冷抗热震循环测试〉100次）；（3）较适中的导热系数；（4）较好的高温施工性和可快速烘烤性，简化了干燥和烘烤工艺，缩短高炉的休风时间，提高高炉设备利用率。

硅溶胶结合碳化硅质浇注料的研制及其热修应用

以98碳化硅（粒径为3～5mm、1～3mm及0～1mm）为骨料，以98碳化硅粉（≤0．043mm），活性α-Al2O3微粉为细粉；研制了采用硅溶胶作结合剂的碳化硅质浇注料。该浇注料具有较高的中温和高温强度，实验测得经800℃×3h和1400℃×3h处理后的其试样抗折强度和耐压强度都分别达到了15．0MPa和80．0MPa以上；试样具有良好的抗渣侵蚀性、热震稳定性（采用1100℃≠水冷抗热震循环实验〉100次），和较好的导热性能，实验测得110℃导热系数为26．81W／m·K，200℃导热系数为23．42W／m·K，500℃导热系数为21．75w／m·K，1000℃导热系数为18．91W／m·K；同时该浇注料还具有较好的高温施工性能和可快速烘烤性，有效的简化了干燥和烘烤工艺，缩短了高炉的休整时间，提高了高炉生产效率。

添加热氧化鳞片石墨对高炉炭砖显微结构和性能的影响

首先采用热氧化方法对鳞片石墨进行处理得到热氧化鳞片石墨,以部分取代高炉炭砖中电煅煤细粉的方式将热氧化鳞片石墨引入到高炉炭砖中,借助X射线衍射仪、场发射扫描电镜以及激光导热仪等研究了热氧化鳞片石墨的添加对高温焙烧后高炉炭砖物相组成、显微结构、导热系数和抗铁水溶蚀等性能的影响。结果表明:与鳞片石墨相比,热氧化鳞片石墨的氧化活化能低,具有更高的反应活性。添加热氧化鳞片石墨在高温下促进了炭砖基体内原位陶瓷相SiC晶须的生成,从而优化了炭砖的微孔结构,提高了炭砖的耐压强度、导热系数和抗铁水溶蚀性能;但是热氧化鳞片石墨添加量过大时,炭砖的导热系数提高不明显,并且小于1 μm孔的容积率和耐压强度降低。对比引入相同量的天然鳞片石墨试样,添加热氧化鳞片石墨的炭砖耐压强度、导热系数和抗铁水溶蚀性能更优。当热氧化鳞片石墨的添加量为6%~8%(质量分数)时,高炉炭砖的综合性能最优。

Enhanced thermal performance from liquid metal in copper/graphite filled elastomer

With the increasing integration level of modern electronics,thermal management becomes an urgent issue for guaranteeing the work efficiency and lifespan of electronics.On the basis of intrinsic high thermal conductivity nature,highly ordered graphite and copper stripes are densely aligned in the silicone gel pads in vertical(VCuGr)and oblique(@15°CuGr)directions to couple the high thermal conductivity and mechanical softness.The wetting nature of liquid metal(LM)on the chemically treated Cu surface is utilized to form a LM layer on the two surfaces of thermal pads.The obtained LM-pad TIMs possessed ultrahigh through-plane thermal conductivity(VCuGr:71.4 W/(m K),@15°CuGr:62.5 W/(m K))under the normal packaging pressure.The thermal resistance decreased from 0.69 cm^(2) K/W to 0.25 cm^(2) K/W with the surface modification with LM.Theoretical simulation and practical thermal dissipation test results further demonstrate the excellent thermal management capability of these composites in high-power electronics.

高炉用钛基复合炭砖工艺研究

选用优质石墨化无烟煤做原料,引入一定比例的钛化合物和碳化硅,添加适当比例的硅粉和白刚玉,以沥青做黏结剂,采用振动成型方式,经高温热处理工艺制备了高炉用新型钛基复合炭砖。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对产品进行了物理表征。结果表明,产品内部形成了碳化硅晶须、碳氧铝硅复合陶瓷相,产品具有优良的抗铁水溶蚀性、抗冲刷性、抗氧化性和炭素材料的高导热等性能。