高純超細片狀α-Al-,2-O-,3-的制備及其對硅橡膠導熱性能的研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學技術的進步，對導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。導熱橡膠多是以硅橡膠為主。具有優(yōu)良的導熱性、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、電器領域中需要散熱和傳熱的部位。硅橡膠自身的導熱系數(shù)一般只有0.165W/(m·K)，主要通過填充導熱填料來提高復合體系的導熱性能。因此本文研究了超細α-Al<,2>O<,3>填料的制備并對硅橡膠/氧化鋁復合體系進行探討

2、，提出了具有一定適用范圍的導熱模型。 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制備了可在水或油中自分散成單分散的高純超細片狀α-Al<,2>O<,3>(平均粒徑250nm)，為后期高導熱絕緣硅橡膠/氧化鋁復合材料的制備奠定了基礎。通過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前驅體成分和反應機理進行探討，研究了煅燒溫度、保溫時間和球磨時間對

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

4、鋁復合體系導熱性能的影響。在對前人提出的導熱模型的研究基礎上，提出了適用于本實驗的導熱模型。 研究結果表明，前驅體以非晶態(tài)物質為主；隨著煅燒溫度的升高，相同保溫時間氧化鋁相轉變更加完全，過高的煅燒溫度不利于片狀α-Al<,2>O<,3>的制備；隨著球磨時間的延長，12h內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/氧化鋁復合體系的導熱性能隨氧化

5、鋁填充量的增多呈非線性變化，填充量小于50份時體系導熱系數(shù)變化不明顯，填充量超過200份后體系的導熱性能迅速提高；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/氧化鋁復合體系的導熱性能；一定量白炭黑的添加會降低硅橡膠/氧化鋁復合體系的導熱性能。針對本實驗復合體系導熱性能的變化，分別提出了單一粒徑氧化鋁填充硅橡膠的導熱模型，不同粒徑氧化鋁并用填充硅橡膠的導熱模型以及白炭黑和氧化鋁并用填充硅橡膠的導熱模型