Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)/环氧树脂复合材料的导热及电性能

在聚合物基体中构建由高导热填料相互连接而成的导热通路是提高复合材料导热性能的有效策略。本文采用共还原法,在Al_(2)O_(3)微球表面沉积低熔点纳米锡铋合金颗粒(Sn_(57)Bi_(43)),制备杂化材料(Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)),用于环氧树脂的导热绝缘填料。当环氧树脂受热固化时,Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)表面Sn_(57)Bi_(43)纳米颗粒熔融,将填料相互连接而形成有效的导热通路,提高复合体系导热性能。当填料体积含量为60vol%时,Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)/环氧树脂复合材料的导热系数为2.95 W·(m·K)^(-1),比Al_(2)O_(3)/环氧树脂复合材料的导热系数(1.82 W·(m·K)^(-1))提高了62.1%。Fogyel及Agari模型分析表明,Al_(2)O_(3)表面沉积Sn_(57)Bi_(43)有利于降低填料间接触热阻,形成导热通路。与Al_(2)O_(3)/环氧树脂复合材料相比,Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)/环氧树脂复合材料的介质损耗增加,介电强度及体积电阻率降低,但仍具有电绝缘性能。由于填料-基体间界面性能改善及Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)形成的网链结构能起到传递应力,阻止裂纹扩张的作用,Al_(2)O_(3)-Sn_(57)Bi_(43)/环氧树脂复合材料的拉伸断裂强度提高。