聚合物基导热绝缘复合材料导热机理及应用研究

介绍了聚合物基导热绝缘复合材料的导热机理,分析了导热模型在某些材料制备中的成功应用以及不足之处。聚合物基导热复合材料由于具备一些优良的特点,广泛应用于各种形式材料的制备,如导热绝缘塑料、导热绝缘胶粘剂、导热绝缘橡胶、导热绝缘复合涂层等。研究成果表明,利用聚合物基导热绝缘复合材料制备的材料的性能优良,可满足一定场合的使用,其应用领域不断扩大。随着科学技术的发展及对材料性能要求的不断提高,高导热绿色环保材料成为最终发展趋势。

磁场诱导纳米四氧化三铁修饰型片状氧化铝制备导热绝缘复合材料

利用钕铁硼永磁场诱导环氧树脂(E20)中纳米四氧化三铁修饰片状氧化铝取向偏转,研究了磁场强度、诱导时间,四氧化三铁与氧化铝质量比以及填料填充率对复合材料导热性能的影响,并分析了复合材料的绝缘强度、热稳定性及其覆铜板剥离强度。Al_(2)O_(3)@Fe_(3)O_(4)/E20复合材料的导热系数随磁场强度的增大而增大。磁场诱导时间超过60 min时,复合材料的导热系数基本恒定。复合材料的导热系数随四氧化三铁与氧化铝质量比的增加而增加,但考虑到复合材料的绝缘性,四氧化三铁包覆量不宜过大。在磁场强度为120 mT、诱导时间为60 min、四氧化三铁与氧化铝质量比为1/30、Al_(2)O_(3)@Fe_(3)O_(4)复合粒子填充率为70%(质量分数)时,复合材料的导热系数为1.45 W/(m·K),比片状Al_(2)O_(3)填充的复合材料高34.26%。Al_(2)O_(3)@Fe_(3)O_(4)/E20复合材料质量损失5%对应的温度达366℃,覆铜板剥离强度>1.74 N/mm。

填料粒径对导热绝缘复合材料性能的影响

随着电子产业的不断发展,高导热绝缘高分子复合材料由于其不仅能够提升电子元件运行的可靠性,还能够提高电子元件的安全性和使用寿命而备受关注。为了开发高品质的导热绝缘高分子复合材料,本文以三元乙丙橡胶(EPDM)作为高分子绝缘材料的基体材料,分别选用粒径为2,10,20,40和70μm的Al_(2)O_(3)作为导热填充材料,并借助开炼机进行塑炼,制备出Al_(2)O_(3)/EPDM导热绝缘复合材料,通过对复合材料的硫化性能、力学性能、导热性能及绝缘性能进行表征,探究了粒径对Al_(2)O_(3)/EPDM复合材料性能的影响。结果表明,随着Al_(2)O_(3)粒径的增加,复合材料的交联度逐渐减小,导热系数先增加后降低,体积电阻率整体呈下降趋势,且当Al_(2)O_(3)粒径为10μm时,Al_(2)O_(3)/EPDM导热绝缘复合材料的综合性能最佳。

高导热绝缘聚乙烯复合材料

采用氮化硅(Si3N4)和高密度聚乙烯(HDPE)粒子经粉末混合和热压成型制得导热复合材料。探究了SiN填料分散方式、粒径及用量等因素对复合材料性能的影响。实验表明,34SiN34粒子形成导热通路,随填料粒径下降,复合材料热导率升高,随填料用量增加,体系热导率显著增加,并保持很高的电绝缘性和一定的力学强度。

玻纤增强PPS/MgO绝缘导热复合材料的研究

通过双螺杆挤出机将聚苯硫醚(PPS)与MgO混合挤出,同时添加玻璃纤维(GF)挤出造粒制备了玻纤增强PPS/MgO绝缘导热复合材料。研究了材料的导热性能与MgO含量的关系。研究发现,材料的热导率随MgO含量的增加而增大;GF替代部分MgO后,导热性能有所降低,但拉伸强度和冲击强度等力学性能得到提高;偶联剂用量在0.5%时可提高PPS/MgO绝缘导热复合材料的热导率。

氮化硼及其在导热复合材料中的研究进展

目的从氮化硼的表面改性、取向结构、形态含量以及杂化填料等4个方面介绍氮化硼填充导热复合材料的基础研究进展,为导热聚合物在电子封装领域的应用提供一定的研究思路。方法通过对近年来国内外的相关文献进行分析和总结,归纳出微/纳氮化硼的产业化制备方法以及产品性能,并介绍微/纳氮化硼填料对聚合物基复合材料导热性能影响的研究情况。结论氮化硼各方面均具有优异的性能,可用于制备填充型高导热复合材料。

氮化硼纳米片/氢氧化镁/聚乙烯复合材料导热性能研究

以低密度聚乙烯(LDPE)为基体材料,选用氮化硼纳米片(BNNs)作为第一掺杂填料,选取氢氧化镁(Mg(OH)_(2))作为第二填料,基于熔融共混法制备多填料结构绝缘复合材料,研究了常温常压下两种填料掺杂量对不同厚度的复合材料热导率的影响。结果表明:在多填料复合体系中,Mg(OH)_(2)会改变BNNs在基体中的取向度、连接度从而影响复合材料的热导率。3种试样厚度下高填量的Mg(OH)_(2)均会增强复合材料的轴向热导率。薄厚度下Mg(OH)_(2)的掺入不利于复合材料径向热导率的提升。较厚厚度下,适量的Mg(OH)_(2)能够增强复合材料的径向导热性能,当BNNs的质量分数为20%,Mg(OH)_(2)的质量分数为40%时,复合材料的热导率最高可达纯LDPE热导率的12倍。

氮化硼/环氧树脂绝缘导热材料的制备及性能表征

将氮化硼(BN)粉末添加到环氧树脂(EP)中,制备了BN/EP绝缘导热复合材料,并对其热导率、抗拉强度、断面SEM(扫描电子显微镜)以及热失重进行分析,同时探究随着填充量的增加,复合材料的热导率和抗拉强度的变化趋势。结果表明:当20μm的BN的填充量为30%时,由其制备的复合材料的热导率在25℃时达到了0.92W/(m·K),抗拉强度为15.5MPa。并且随着BN填充量的增加,复合材料的热导率也逐渐增加,但抗拉强度逐渐降低。热失重分析说明随着BN填充量的增加,绝缘导热材料的起始分解温度并没有太大的变化,而复合材料的热失重量逐渐减少,分解温度逐渐升高。此外,随着添加BN粒径的增大,复合材料的热导率会增大,而抗拉强度却会减小。

表面改性处理对EP/BN复合材料导热及力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对氮化硼（BN）进行表面改性,并对改性的BN进行了X射线光电子能谱分析（XPS）,考察了BN表面改性对EP/BN绝缘导热复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明：添加适量的偶联剂能够提高EP/BN复合材料的热导率,但是随着添加偶联剂用量的增加,复合材料的导热性能逐渐下降;另外,由表面改性BN制备的复合材料,其拉伸强度明显低于其他EP/BN复合材料。

国内文摘与专利

±1100k V直流SF6气体绝缘穿墙套管支柱绝缘子电场分布特性分析/刘鹏,李乃一,田汇冬,芩/全球能源互联网,2019(2)特高伴:盘流穿墙您管作为换流站中连接阀厅和直流场的唯一通M,是承载系统全电甩、全电流的核心设备。