微-納米氧化鋁對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)熱和電氣性能的影響研究.pdf

1、隨著電力電子器件電壓等級(jí)和功率等級(jí)要求的不斷提高,具有優(yōu)良導(dǎo)熱性和絕緣性的環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料對(duì)于電力電子器件的散熱和延長(zhǎng)電老化壽命起著愈來(lái)愈重要的作用。本文在通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)導(dǎo)熱絕緣環(huán)氧材料文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,以環(huán)氧樹(shù)脂為基體,以微米氧化鋁顆粒和納米氧化鋁顆粒為主要填料,制備了環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料,并對(duì)復(fù)合材料熱導(dǎo)率、短時(shí)擊穿場(chǎng)強(qiáng)以及耐電樹(shù)枝生長(zhǎng)等電氣性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　研究表明通過(guò)往環(huán)氧樹(shù)脂中加入高含量的微米氧化鋁顆粒可以顯著

2、地提高其導(dǎo)熱性能,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20％時(shí),環(huán)氧復(fù)合材料熱導(dǎo)率是純環(huán)氧樹(shù)脂的1.63倍。另外納米氧化鋁顆粒對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料熱導(dǎo)率貢獻(xiàn)不大,原因在于納米氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小。然而單純向環(huán)氧樹(shù)脂中加入20wt%微米氧化鋁后其擊穿強(qiáng)度下降了40%。往環(huán)氧樹(shù)脂或微米氧化鋁環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料加入低含量2wt%納米氧化鋁顆粒時(shí),擊穿強(qiáng)度降低了10%。往環(huán)氧樹(shù)脂加入5wt%含量納米氧化鋁顆粒時(shí),擊穿強(qiáng)度提高5%,這與納米氧化鋁,微米氧化鋁,環(huán)氧樹(shù)脂間相互

3、作用有關(guān)。
　　通過(guò)階梯升壓法研究各種配方樣品的電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性,實(shí)驗(yàn)表明微米氧化鋁/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料比納米氧化鋁/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料和純環(huán)氧的耐電樹(shù)枝生長(zhǎng)能力高。納米氧化鋁/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料并未顯著提高純環(huán)氧耐電樹(shù)枝生長(zhǎng)能力,當(dāng)針尖曲率半徑是50?m時(shí),耐電樹(shù)枝生長(zhǎng)能力降低。微、納米氧化鋁/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料當(dāng)納米氧化鋁與微米氧化鋁顆粒比例偏高時(shí),耐電樹(shù)枝生長(zhǎng)能力降低,比例合適時(shí),耐電樹(shù)枝生長(zhǎng)能力提高。20wt%微米、0.5wt%納米