cnt、bn填充的ldpeep共混基体复合材料的制备及其导热、导电、介电性能研究

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1、万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringThepreparationofLDPE／EPblendsfilledwithCNT,BNor(CNT+BN)andtheirthermal，electricalanddielectricpropertiesPh．D．Candidate：HaoZhengMajor：MaterialScienceSupervisor：Prof．BailinZhu

2、WuhanUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430081，P．R．ChinaMay23，2014万方数据武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：—考匪日期：z讲q-．达

3、、疆。研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：差亡丝指导教师签名：鑫堡聋鹾日期：塑!里!』；哆万方数据摘要传统高分子材料具备轻质耐腐蚀、可加工性强、电绝缘性优异等特点。通过添加不同类型的填料，提

4、高高分子材料的热导率和电阻率并降低介电性能，可以获得满足微电子行业需求的聚合物基复合材料。本文以BN、碳纳米管(CNT)、膨胀微球为填料，以低密度聚乙烯(LDPE)和环氧树脂(EP)共混物为基体材料，通过浇铸或热压成型的方法制备复合材料。研究LDPE和EP配比、CNT和BN配比及含量、热压压力、膨胀微球含量对复合材料填料分布状态及导热、导电、介电性能的影响，得到如下结论：在相同填充物含量下，随LDPE／EP体积比的增大，12．5v01％BN填充复合材料的热导率在LDPE／EP<3／7时急剧增大，而大于3／7后缓慢增大；35v01％B

5、N填充的复合材料呈现下降的趋势。两种BN含量下制备的复合材料随LDPE／EP体积比增加，其电阻率逐渐增大、介电常数和损耗逐渐减小。随LDPE／EP体积比的增加，CNT填充复合材料的热导率、介电常数和介电损耗先增大后减小，在LDPE／EP比为8／2、5／5和3／7时分别达到最大值；电阻率先减小后增大，在LDPE／EP比为3／7时达到最小值。固定LDPE／EP比为3／7，(CNT+BN)总体积含量为12．5％和35％时，随CNT／BN体积比增大，复合材料热导率先增加后降低，在CNT／BN比例分别为2／10．5和1／34时热导率达最大。随

6、着BN、(CNT+BN)含量增加，复合材料的热导率先线性增加后有所降低。比较LDPE／EP比为3／7和8／2时复合材料的热导率发现，当BN、(CNT+BN)含量<20v01％时，LDPE／EP比为8／2的复合材料热导率较高，而当含量>20v01％时，呈现相反的结果。比较不同类型填充物填充复合材料的热导率发现，当LDPE／EP比为3／7，(CNT+BN)填充体系热导率在其含量S35v01％时大于BN填充体系，而含量>35v01％时则小于BN填充体系；当LDPE／EP比为8／2时，BN填充体系的热导率一直高于(CNT+BN)填充体系。另

7、外，CNT在填料中比例越高，复合材料电阻率越低、介电常数和介电损耗值越高；BN、(BN+CNT)填料含量越多，复合材料电阻率越低、介电常数越高。复合材料制备过程中，热压压力越高，复合材料成型越致密，热导率、介电万方数据常数和介电损耗越高，电阻率越低。添加膨胀微球可以提高复合材料电阻率，但会损失复合材料导热性能。膨胀微球在发泡过程中存在一个最佳发泡尺寸和密度，在该尺寸下和密度下，膨胀微球能够充分膨胀并发挥其低介电性能优势。通过SEM观察发现，复合材料的导热、介电和导电性能与其微观结构紧密相关，尤其是导热、导电性能。当填料含量较低时，其

8、均匀分布在基体中，EP中添加少量不相容的LDPE基体相会增大填料颗粒间的接触几率，提高复合材料导热导电性能。当填料含量较高时，其主要以团聚体分布在基体中，复合材料内部已经形成导热或导电通路，添加LDPE基体相不能提高复合材料导热导电性