高純超細(xì)片狀α-Al-,2-O-,3-的制備及其對(duì)硅橡膠導(dǎo)熱性能的研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)導(dǎo)熱橡膠提出了新的要求，希望既能為電子元器件提供安全可靠的散熱途徑，又能起到絕緣的作用。導(dǎo)熱橡膠多是以硅橡膠為主。具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性、耐高低溫以及絕緣性能的硅橡膠，廣泛用于航空航天、微電子、電器領(lǐng)域中需要散熱和傳熱的部位。硅橡膠自身的導(dǎo)熱系數(shù)一般只有0.165W/(m·K)，主要通過(guò)填充導(dǎo)熱填料來(lái)提高復(fù)合體系的導(dǎo)熱性能。因此本文研究了超細(xì)α-Al<,2>O<,3>填料的制備并對(duì)硅橡膠/氧化鋁復(fù)合體系進(jìn)行探討

2、，提出了具有一定適用范圍的導(dǎo)熱模型。 本文以硝酸鋁和可溶性淀粉為原料，采用固相法制備了高純片狀α-Al<,2>O<,3>，利用球磨工藝配合表面處理技術(shù)制備了可在水或油中自分散成單分散的高純超細(xì)片狀α-Al<,2>O<,3>(平均粒徑250nm)，為后期高導(dǎo)熱絕緣硅橡膠/氧化鋁復(fù)合材料的制備奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)X射線衍射分析、差熱-熱重分析、掃描電子顯微鏡和激光粒度儀對(duì)前驅(qū)體成分和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行探討，研究了煅燒溫度、保溫時(shí)間和球磨時(shí)間對(duì)

3、超細(xì)氧化鋁成分，形貌和粒度的影響。 采用手工混煉將處理好的無(wú)機(jī)填料漿料與硅橡膠基體混合均勻，膠料放置4h后；125℃進(jìn)行一段硫化，硫化時(shí)間10min；一段硫化后的樣品放在玻璃布上，在鼓風(fēng)干燥箱中按一定的升溫制度升溫到200℃，保溫2h對(duì)樣品進(jìn)行二段硫化處理。研究了氧化鋁填充量對(duì)硅橡膠/氧化鋁復(fù)合體系導(dǎo)熱性能的影響；氧化鋁總填充量在200份時(shí)，不同粒徑氧化鋁配合使用對(duì)硅橡膠/氧化鋁復(fù)合體系導(dǎo)熱性能的影響；白炭黑的添加對(duì)硅橡膠/氧化

4、鋁復(fù)合體系導(dǎo)熱性能的影響。在對(duì)前人提出的導(dǎo)熱模型的研究基礎(chǔ)上，提出了適用于本實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)熱模型。 研究結(jié)果表明，前驅(qū)體以非晶態(tài)物質(zhì)為主；隨著煅燒溫度的升高，相同保溫時(shí)間氧化鋁相轉(zhuǎn)變更加完全，過(guò)高的煅燒溫度不利于片狀α-Al<,2>O<,3>的制備；隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)，12h內(nèi)氧化鋁粒度迅速減小，24h后氧化鋁粒度趨于平緩；掃描電鏡觀察結(jié)果顯示球磨24h的氧化鋁粉為片狀、粒度均勻并呈現(xiàn)單分散狀態(tài)。硅橡膠/氧化鋁復(fù)合體系的導(dǎo)熱性能隨氧化

5、鋁填充量的增多呈非線性變化，填充量小于50份時(shí)體系導(dǎo)熱系數(shù)變化不明顯，填充量超過(guò)200份后體系的導(dǎo)熱性能迅速提高；相同填充量下，不同粒徑氧化鋁的配合使用比單一粒徑氧化鋁填充可以更有效的提高硅橡膠/氧化鋁復(fù)合體系的導(dǎo)熱性能；一定量白炭黑的添加會(huì)降低硅橡膠/氧化鋁復(fù)合體系的導(dǎo)熱性能。針對(duì)本實(shí)驗(yàn)復(fù)合體系導(dǎo)熱性能的變化，分別提出了單一粒徑氧化鋁填充硅橡膠的導(dǎo)熱模型，不同粒徑氧化鋁并用填充硅橡膠的導(dǎo)熱模型以及白炭黑和氧化鋁并用填充硅橡膠的導(dǎo)熱模型