高導(dǎo)熱硅橡膠基復(fù)合材料的制備及表征.pdf

1、近年來(lái)，隨著微電子科技的進(jìn)步，電子元器件日益向著集成化和微型化發(fā)展。然而，由此導(dǎo)致的熱量聚集和散熱問(wèn)題已成為制約電子元器件工作可靠性及使用壽命的關(guān)鍵因素之一。高分子基復(fù)合導(dǎo)熱材料因有望使該問(wèn)題得以解決，而引起了人們的日益關(guān)注。本文以硅橡膠為基體，氧化鋁微米顆粒、鎳納米顆粒以及鎳/氧化鋁復(fù)合粒子為填料，制備了導(dǎo)熱硅橡膠基復(fù)合材料。并利用XRD、SEM、OM、激光導(dǎo)熱儀、LCR型數(shù)字電橋和VSM等手段系統(tǒng)研究了制備過(guò)程及組分對(duì)復(fù)合材料的組織

2、、導(dǎo)熱和介電性能等的影響。主要得出了以下結(jié)論:
　　(1)氧化鋁/硅橡膠復(fù)合材料
　　采用氧化鋁微米顆粒作為導(dǎo)熱填料制備了硅橡膠復(fù)合材料，主要研究了復(fù)合材料的微觀形貌、熱擴(kuò)散系數(shù)和相對(duì)介電常數(shù)。研究表明，隨著氧化鋁含量的增加，硅橡膠的熱擴(kuò)散系數(shù)和介電常數(shù)增加。當(dāng)氧化鋁填量為70wt.％時(shí)，復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)為純硅橡膠的2.8倍，而介電常數(shù)仍然保持在一個(gè)很低的水平。當(dāng)氧化鋁填量一定時(shí)，和小粒子填充體系相比，大粒子填充體系具有

3、更高的熱擴(kuò)散系數(shù)和相對(duì)介電常數(shù)。隨著溫度從25℃升高到125℃時(shí)，氧化鋁/硅橡膠復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)略有下降。
　　(2)鎳/硅橡膠復(fù)合材料
　　采用鎳納米顆粒作為導(dǎo)熱填料制備了硅橡膠復(fù)合材料，主要探究了磁場(chǎng)的誘導(dǎo)對(duì)復(fù)合材料的形貌、熱擴(kuò)散系數(shù)和相對(duì)介電常數(shù)的影響。研究表明，由于磁場(chǎng)的誘導(dǎo)，鎳粒子在硅橡膠基體中沿著磁場(chǎng)方向定向排列，由定向排列的鎳離子填充制備的硅橡膠復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和介電常數(shù)明顯高于沒(méi)有磁場(chǎng)的誘導(dǎo)制備的鎳/

4、硅橡膠復(fù)合材料。復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、相對(duì)介電常數(shù)和飽和磁化強(qiáng)度隨鎳粒子含量的增加而增加，對(duì)于在磁場(chǎng)的誘導(dǎo)下制備的復(fù)合材料，當(dāng)基體中鎳粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt.％時(shí)，復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、相對(duì)介電常數(shù)分別是純硅橡膠的1.34和近4倍。鎳/硅橡膠復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度升高略有降低。
　　(3)混雜填料填充硅橡膠復(fù)合材料
　　采用二元混雜粒徑氧化鋁作為導(dǎo)熱填料制備了硅橡膠復(fù)合材料，主要探究了不同粒徑氧化鋁的相對(duì)用量對(duì)復(fù)合材

5、料熱擴(kuò)散系數(shù)和相對(duì)介電常數(shù)的影響。當(dāng)填料填量固定時(shí)，大小粒子按照適宜比例組成二元粒徑混雜氧化鋁填料填充硅橡膠的導(dǎo)熱性能要優(yōu)于單一粒徑氧化鋁填充體系，而相對(duì)介電常數(shù)則低于單一粒子填充體系。
　　采用鎳/氧化鋁復(fù)合粒子作為導(dǎo)熱填料制備了導(dǎo)熱硅橡膠復(fù)合材料，探究了微納米復(fù)合粒子對(duì)硅橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱和介電性能的影響。和將鎳粉和氧化鋁直接混合填充硅橡膠相比，采用納米鎳負(fù)載在微米氧化鋁的表面制備成復(fù)合粒子進(jìn)行填充制得的復(fù)合材料具有更高的熱擴(kuò)散