高導(dǎo)熱環(huán)氧模塑料材料體系及成型工藝研究.pdf

1、本文采用SiO2、Al2O3、Si3N4三種陶瓷顆粒做填料，并用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，球磨混合制備環(huán)氧模塑粉，進(jìn)而熱壓成型。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)制備試樣的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并用熱導(dǎo)測(cè)試儀、PCY-III型膨脹系數(shù)測(cè)試儀及介電常數(shù)測(cè)試儀分別測(cè)試了環(huán)氧模塑料(EMC)的熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)(CTE)和介電常數(shù)。研究了填料的含量、種類、分布、形態(tài)等對(duì)EMC的熱性能和介電性能的影響以及不同工藝條件對(duì)制備試樣成型性的影響。結(jié)果表明：(1

2、) 球磨混合模塑粉制備陶瓷顆粒/環(huán)氧模塑料，觀察其微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)陶瓷顆粒在樹脂基體中分散較均勻，但仍有一定的團(tuán)聚，同時(shí)填料含量越高，材料的氣孔率上升。相同填料含量的環(huán)氧模塑料，利用捏合機(jī)捏合混料發(fā)現(xiàn)陶瓷顆粒的分散效果較球磨混合要好，看不到明顯的團(tuán)聚顆粒。 (2) 隨著填料體積含量的增加，EMC的熱導(dǎo)率顯著提高。當(dāng)其含量為60vol％時(shí)，熱導(dǎo)率最大達(dá)到2.3W/m?K。二元粒度級(jí)配添加結(jié)果表明，填料顆粒度對(duì)熱導(dǎo)率的影響遠(yuǎn)大于粒度級(jí)配影響。采

3、用理論導(dǎo)熱模型計(jì)算并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)陶瓷/聚合物復(fù)合材料熱導(dǎo)率的提高有賴于填料之間熱傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的形成。 (3) 隨著填料含量的增加，EMC的CTE顯著下降。相同體積含量下，Al2O3、Si3N4復(fù)合體系EMC的CTE比SiO2、Si3N4復(fù)合體系低，含量為65vol％時(shí)，其CTE分別為1.493×10-5/℃、1.643×10-5/℃。(4) EMC的介電常數(shù)隨填料體積填充量的增加亦有所增加，但仍然維持在低水平。二元粒度級(jí)配表明，小顆