具有高红外辐射率的绝缘导热复合材料的制备与性能研究

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1、分类号：TB332密级：公开UDC：620编号：201431804033河北工业大学硕士学位论文具有高红外辐射率的绝缘导热复合材料的制备与性能研究论文作者：王涛学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：材料工程指导教师：薛刚职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringSTUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFINSULATI

2、ONANDTHERMALCONDUCTIVECOMPOSITESWITHHIGHINFRAREDEMISSIVITYbyWangTaoSupervisor:Prof.XueGangMay2017摘要随着人们生活质量的日益提高，电脑、手机等电子产品成为人们生活的必需品。为了解决电子产品中微型电子元器件的散热问题，本文将电气石和MgO依附在石墨烯片层上，通过三者相互协调，发挥各自独特的优势，成功制备出一种具有绝缘导热和热辐射的导热填料。电气石的加入可以使得导热填料成为一个具有较高红外发射率的辐射源，源

3、源不断的向四周辐射能量，提升热量的传递效率；石墨烯本身具有很高的热导率且比表面积比较大，分散在基体树脂中，可以起到纽带的作用，连接导热填料形成导热通道；在石墨烯和电气石表面再包覆了一层MgO颗粒，可以有效的填充在石墨烯因褶皱形成的空隙当中，提升了石墨烯片层之间热量传递效率，同时也阻断了导电通道的形成。本文首先通过水热法分别制备出MgO颗粒和电气石/石墨烯复合物(T-G)，并对其性能进行表征。然后，在此基础上结合静态挥发法将MgO颗粒包覆在电气石/石墨烯复合物表面，成功的制备出了具有较高红外辐射率的

4、MgO/电气石/石墨烯混合物(MgO-T-G)。并采用XRD、XPS、SEM、TEM、FTIR、Raman、InfraredEmission等手段对其进行表征。经测量，在2000~600cm-1波段的红外辐射率，MgO最高为0.857；电气石/石墨烯复合物最高为0.942；MgO/电气石/石墨烯混合物最高为0.959。最后，将MgO/电气石/石墨烯混合物加入到环氧树脂中，探究填料MgO/电气石/石墨烯的各组分配比和整体填充量对环氧树脂绝缘导热性能、力学性能以及微观形貌的影响规律。结果表明，选用具有

5、最高红外辐射率的MgO/电气石/石墨烯混合物作为填料，对应的MgO/电气石/石墨烯/环氧树脂复合材料的热导率为0.602W/(m·K)，相对于纯环氧树脂[0.235W/(m·K)]提高了156%，且为绝缘材料；进一步，当填料的质量分数为60%时，填料的分散性最佳，热导率为0.847W/(m·K)，其力学性能虽有下降但仍保持较高水平，且满足绝缘材料的要求。因此，MgO/电气石/石墨烯混合物具有较好的绝缘导热性和热辐射性，在电子产品的热界面材料等领域具有较高的应用价值。关键词：电气石石墨烯氧化镁热导率

6、电导率红外发射率IABSTRACTAsthequalityofpeople'slifeisincreasing,mobilephone,computerandotherelectronicproductsbecomeanecessityoflife.Inordertosolvetheproblemofheatdissipationofmicro-electroniccomponentsinelectronicproducts,thethermalconductivefillerwasprepare

7、dinthispaperincludingMagnesiumOxide,tourmaline,andgraphene.Itcanbeusedinthefieldofelectronicpackaging.MagnesiumOxideistheadjustorbetweentourmalineandgraphene.MagnesiumOxide,tourmaline,andgrapheneareuniform,integrated,interactive,compatibleasawhole,rev

8、ealtheiruniqueadvantages.Theadditionoftourmalinecanmakethepreparedthermallyconductivefillercomplexbecomearadiationsourcewithhighinfraredemissivity,whichcanradiateenergytothesurroundingsandimprovetheheattransferefficiency.Graphenewithhightherma