Al2O3和ZnO復合添加對環(huán)氧樹脂基復合材料導熱性能的影響.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，特別是微電子技術的發(fā)展，對封裝材料的導熱性能提出了越來越高的要求。其中環(huán)氧樹脂作為聚合物基體被廣為關注，這是因為其具有良好的電絕緣性能、化學穩(wěn)定性以及力學性能，但環(huán)氧樹脂本身的熱導率較低，為了保證材料還具有良好的電絕緣性能，一般在環(huán)氧樹脂中添加高導熱率但不導電的無機填料，來提高復合材料整體的導熱性能。本論文把Al2O3顆粒作為基體，在其表面包覆生長ZnO的微觀結構，制備ZnO@Al2O3核殼結構，分析ZnO的微觀形貌

2、對復合材料導熱性能的影響。利用SEM、XRD和EDS對ZnO的微觀結構進行分析，然后將制備好的ZnO@Al2O3填充到環(huán)氧樹脂中得到環(huán)氧樹脂復合材料。其次利用KH-560、KH-570、KH-590三種偶聯(lián)劑處理四針狀ZnO晶須，分析不同的處理工藝對ZnO晶須和樹脂基體之間的界面結合的影響，具體的測試方法包括測定活化指數(shù)、測試潤濕角以及傅里葉變換紅外光譜分析。實驗的結果研究表明：
　?。?）利用水熱法制備的ZnO@Al2O3的核殼

3、結構，在水熱溶液的pH=11，水熱反應溫度為130℃，水熱時間為6 h，溶液中Zn2+濃度為0.125mol/L時，ZnO的包覆效果最好，并且Al2O3顆粒表面的ZnO具有棒狀的微觀形貌，利于導熱網(wǎng)鏈的構建，此時在10 vol％體積分數(shù)填充下，熱導率最高為0.639 W·(m·K)-1。
　?。?）利用三種偶聯(lián)劑處理四針狀ZnO晶須，在偶聯(lián)劑溶液pH=5，偶聯(lián)劑用量為1.5wt%，偶聯(lián)劑水解時間2h的情況下，偶聯(lián)劑的處理效果最好。

4、之后利用四針狀ZnO晶須以3vol%填充環(huán)氧樹脂后制備的復合材料，其熱導率測試結果表明KH-560處理過后的熱導率相對最高，為0.569W·(m·K)-1。
　　論文最后建立ZnO晶須的搭接模型，并分析ZnO晶須的不同搭接方式、搭接距離、界面層厚度對導熱網(wǎng)鏈構建的影響。模擬結果表明：ZnO晶須在環(huán)氧樹脂中形成較為連貫的導熱網(wǎng)鏈，對提高復合材料整體的熱導率有極大改善，并且當ZnO晶須表面的界面層存在，且厚度為0.75μm時，復合材料