环氧树脂基导热绝缘复合材料的制备与性能研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文环氧树脂基导热绝缘复合材料的制备与性能研究姓名:周柳申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:熊传溪20080501武汉理工大学硕十学位论文摘要导热绝缘高分子材料能同时具有良好的导热性和优异的绝缘性,对于电子工业中高频微电子元器件散热,提高其精度、延长寿命具有愈来愈重要作用。本文在查阅了大量国内外有关导热绝缘高分子材料文献的基础上,以环氧树脂(EP)为基体,氧化锌晶须(ZnOw),氮化铝粒子(AIN)为主要导热填料,制备了导热绝缘复合材料。借助于热导率测试仪、高阻计、数字电桥、综合热分析仪、扫描电镜等现代分析手段详细研究了填料种类、含量、制备工艺等因素对复合材料热导率、电绝缘性、热膨胀性能、热稳定性、介电、力学性能、微观结构及其它性能影响,实验研究发现:通过在环氧树脂中加入高导热的A1N颗粒可以有效改善复合材料的导热性能,当tklN体积分数为30%时,A1N//(m·K),与纯EP相比提高了3倍。复合材料的体积电阻随着A1N含量的增加有所降低,介电常数和介电损耗有所增大,但仍维持在电绝缘和低介电常数范围内。A1N的加入使得复合材料的粘接性能提高,大大降低了复合材料的热膨胀系数,同时提高了复合材料的稳定性。用四针状氧化锌晶须填充环氧树脂可以实现低填充情况下有效改善复合材料的导热性能,当ZnOw体积分数为10%时,ZnOw//(m·K),相比纯EP提高了3倍。复合材料的体积电阻随着ZnOw含量的增加有所降低,介电常数和介电损耗有所增大,但仍维持在电绝缘和低介电常数范围内。复合材料的拉伸强度随着ZnOw含量的增加先升高后降低,说明少量晶须起到了增强的作用。同时,ZnOw的加入使得复合材料的粘接性能提高,降低了材料的热膨胀系数,材料的热稳定性得到提高。氧化锌晶须和A1N导热粒子混杂填料填充环氧树脂热导率优于等量单一粒子填充效果。运用几种典型的填充型导热复合材料热导率方程对不同体系的热导率实验值进行了比较,发现Maxwdl方程能很好的预测A1N/环氧树脂复合材料的热导率,。关键词:导热绝缘,环氧树脂,氧化锌晶须,positeareincreasinglyimportantforhi曲reliabilityandlonglifeformicro—,positeswereprepared,usingzincoxidewhisker(ZnOw),aluminumnitride(A1N)andtheirmixtureasfillerandepoxyresin(EP),content,processingtechnologyonthethermalconductivity,volumeresistivity,dielectricproperty,coefficientofthermalexpansion(CTE),thermalstability,mechanicalproperties,psitewerediscusseddetailedlybymanymodernanalyticalmeans,suchasthermalconductivetester,highinsulationresistancemeters,:WithaddtionofA1Nfiller,%,/(m‘K),,however,,positewerepromotedwithaddtionofA1Nfiller,,positeispromo