氮化铝填充导热复合材料导热性能的有限元分析.pdf

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1、第42卷第11期塑料工业2014年11月CHINAPLASTICSINDUSTRY·63·氮化铝填充导热复合材料导热性能的有限元分析爿：高智芳，刘进立，王笃金(1．中国人民解放军总后勤部油料研究所，北京102300；2．中国科学院化学研究所工程塑料院重点实验室分子科学国家实验室，北京100190)摘要：采用有限元方法分析了氮化铝(A1N)填料粒径、含量以及树脂种类等因素对复合材料导热性能的影响。模拟结果显示：填料体积分数小于20％时，导热系数的模拟结果和试验结果接近，在高填充时，导热系数模拟结果低于试验结果，但是变化趋势和试验结果一致；低填充量时填料粒径对导热系数影响不大

2、，高填充时，大粒径填料可以增强复合材料导热系数；树脂本身的导热性能越高，复合材料的导热性能越好。关键词：导热高分子复合材料；有限元模拟；导热系数DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2014．11．016中图分类号：TQ327文献标识码：A文章编号：1005—5770(2014)11—0063—05FiniteElementAnalysisofThermalConductivityofAluminumNitrideFilledCompositesGAOZhi’fang’，LIUJin。li，WANGDu-jin(1．Petrol—OilandLubri

3、cantsResearchInstituteofGeneralLogisticsDepartment，PLA，Beijing102300，China；2．KeyLaboratoryofEngineeringPlastics，BeijingNationalLaboratoryforMolecularSciences，InstituteofChemistry，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Inthispapertheinfluencesoffillers(particlesize，volumefra

4、ction)andresinmatrixonthethermalconductivityofcompositeswerestudiedusingfiniteelementmethodanalysis．Thesimulatedresultsrevealedthat：thecalculatedconductivityshowedasimilartendencyastheexperimentasthevolumefractionoffillerswaslowerthan20％，thesimulatedconductivitydemonstratedagoodagreementw

5、iththecorrespondingresultswhileasthevolumefractionoffillersexceeded20％．thecalculatedconductivitywaslowerthantheexperimentalvalue．Inaddition．itwasfoundthatatlOWfillercontent．theparticlesizeofthefillerhadalittleeffectonthethermalconductivityofthecomposite．butthecoarsefillercouldimprovetheth

6、ermalconductivityofthecompositewithhighfillercontent．Furthermore，thethermalconductivityofcompositesincreasedwhenthethermalconductivityofemployedresinmatrixincreased．Keywords：ThermalConductivityPolymerComposites；FiniteElementAnalysis；ThermalConductivityParameters近年来，由于集成技术和组装技术的迅速发展，足工业发展具

7、有重要意义。目前提高聚合物的导热性电子元件、逻辑电路向轻、薄、小的方向发展，发热主要采用在聚合物中添加导热填料的方式J。在量也随之增加，从而需要高导热的绝缘材料，有效地对导热复合材料的研究中，大多数采用试验方法研究去除电子设备产生的热量，这关系到产品的使用寿命了填料种类、大小、形状以及表面处理等因素对复合和质量的可靠性¨。高分子材料具有很好的电绝材料导热性能影响。除此之外，利用数值模拟和理论缘性但不能直接作为高导热材料，因为高分子材料大模型预测复合材料导热性能和优化复合材料结构的方多是热的不良导体，其导热系数很低，一般在0．2