涂友雷:PVDF/BN导热绝缘复合材料制备与性能研究论文

涂友雷:PVDF/BN导热绝缘复合材料制备与性能研究论文

本文主要研究内容

作者涂友雷(2019)在《PVDF/BN导热绝缘复合材料制备与性能研究》一文中研究指出:面对微电子、5G通讯、半导体等产业日新月异的发展,在持续高功率工作环境下不可避免产生大量热量,为此急需开发新型高效的热管理材料,保证电子设备的正常稳定运行。本文将经过多巴胺化学改性的氮化硼(BN)和聚偏氟乙烯(PVDF)—步热压制成复合材料和使用溶剂热法一步合成氮化硼@银纳米线(BN@AgNWs)杂化填料后加入PVDF基体中制成复合材料。为了改善BN和PVDF之间的界面相容性,本文通过多巴胺化学一次性将两者进行非共价改性,后一步热压制备具有面内取向的PVDF复合材料,不仅改善声子在界面传递的散射还简化加工工艺,符合绿色化学理念。TEM、XRD和XPS表征说明对BN和PVDF表面成功修饰。调控多巴胺聚合时间,发现聚合4h最有利复合材料导热率的提高。对复合材料非等温结晶分析,在较低的BN含量时(17 wt%以内),BN在基体内相当于异相成核剂可以促进结晶度提高,而在高含量时,密集的定向分布BN阻碍PVDF链段向晶体移动不利于结晶度提高。另外,对XRD和SEM断面结果分析可以看出BN在基体中沿面内定向分布,随着BN含量增加复合材料导热率也不断增加,在BN含量为50 wt%时导热率达到1.466 W/mK,是PVDF@PDA的2.3倍。利用热成像仪分析其散热性能,可知(PVDF+BN)@PDA散热性能良好。同时对其介电性能分析,发现加入适量修饰的BN可以明显改善复合材料的介电性能,拓展其在电子器件中的应用范围。为了构筑有效填料网络,本文使用溶剂热法一步合成氮化硼@银纳米线(BN@AgNWs)杂化填料,对其进行SEM、TEM、XPS和XRD表征可知成功合成BN@AgNWs杂化填料。分析发现不同AgN03和BN比例合成的杂化填料由于具有不同的协同效应,在AgN03:BN=1:1时复合材料导热率最大。对复合材料分析其非等温结晶、流变、力学、介电和导热性能分别深入探究。随着杂化填料含量的增大,复合材料的结晶度和结晶速率都先增大后减小,这归因于杂化填料异相成核作用,但是在较高的填料含量时也会限制晶体的生长。分析复合材料的动态流变行为,在20 wt%含量时复合材料内部填料网络逐步因而开始在低频区出现平台,Han曲线也同样证明了填料网络的形成。分析复合材料的力学性能可知,在随着AgN03:BN 比例增大,所制备复合材料的力学强度也基本增大。与对照样比较可知,加入BN@AgNWs杂化填料在基体中可以形成更致密的填料网络使复合材料杨氏模量增大,力学性能总体变化不大。随着BN@AgNWs杂化填料增加,在30 wt%含量时PVDF复合材料导热率达到1.19 W/mK 比纯PVDF基体提高236%,同等BN含量的复合材料导热率也仅仅为1.06 W/mK,热成像表征也同样证明了PVDF/BN@AgNWs复合材料具有较好的散热性能。另外添加BN@AgNWs杂化填料的复合材料与对比样相比具有良好的介电性能可以扩大其使用范围,而且在频率为100 Hz时,添加杂化填料的复合材料导电率最高才2.91x10-11S/m,说明AgNWs对导电率影响很小,复合材料仍然处于绝缘范畴。

Abstract

mian dui wei dian zi 、5Gtong xun 、ban dao ti deng chan ye ri xin yue yi de fa zhan ,zai chi xu gao gong lv gong zuo huan jing xia bu ke bi mian chan sheng da liang re liang ,wei ci ji xu kai fa xin xing gao xiao de re guan li cai liao ,bao zheng dian zi she bei de zheng chang wen ding yun hang 。ben wen jiang jing guo duo ba an hua xue gai xing de dan hua peng (BN)he ju pian fu yi xi (PVDF)—bu re ya zhi cheng fu ge cai liao he shi yong rong ji re fa yi bu ge cheng dan hua peng @yin na mi xian (BN@AgNWs)za hua tian liao hou jia ru PVDFji ti zhong zhi cheng fu ge cai liao 。wei le gai shan BNhe PVDFzhi jian de jie mian xiang rong xing ,ben wen tong guo duo ba an hua xue yi ci xing jiang liang zhe jin hang fei gong jia gai xing ,hou yi bu re ya zhi bei ju you mian nei qu xiang de PVDFfu ge cai liao ,bu jin gai shan sheng zi zai jie mian chuan di de san she hai jian hua jia gong gong yi ,fu ge lu se hua xue li nian 。TEM、XRDhe XPSbiao zheng shui ming dui BNhe PVDFbiao mian cheng gong xiu shi 。diao kong duo ba an ju ge shi jian ,fa xian ju ge 4hzui you li fu ge cai liao dao re lv de di gao 。dui fu ge cai liao fei deng wen jie jing fen xi ,zai jiao di de BNhan liang shi (17 wt%yi nei ),BNzai ji ti nei xiang dang yu yi xiang cheng he ji ke yi cu jin jie jing du di gao ,er zai gao han liang shi ,mi ji de ding xiang fen bu BNzu ai PVDFlian duan xiang jing ti yi dong bu li yu jie jing du di gao 。ling wai ,dui XRDhe SEMduan mian jie guo fen xi ke yi kan chu BNzai ji ti zhong yan mian nei ding xiang fen bu ,sui zhao BNhan liang zeng jia fu ge cai liao dao re lv ye bu duan zeng jia ,zai BNhan liang wei 50 wt%shi dao re lv da dao 1.466 W/mK,shi PVDF@PDAde 2.3bei 。li yong re cheng xiang yi fen xi ji san re xing neng ,ke zhi (PVDF+BN)@PDAsan re xing neng liang hao 。tong shi dui ji jie dian xing neng fen xi ,fa xian jia ru kuo liang xiu shi de BNke yi ming xian gai shan fu ge cai liao de jie dian xing neng ,ta zhan ji zai dian zi qi jian zhong de ying yong fan wei 。wei le gou zhu you xiao tian liao wang lao ,ben wen shi yong rong ji re fa yi bu ge cheng dan hua peng @yin na mi xian (BN@AgNWs)za hua tian liao ,dui ji jin hang SEM、TEM、XPShe XRDbiao zheng ke zhi cheng gong ge cheng BN@AgNWsza hua tian liao 。fen xi fa xian bu tong AgN03he BNbi li ge cheng de za hua tian liao you yu ju you bu tong de xie tong xiao ying ,zai AgN03:BN=1:1shi fu ge cai liao dao re lv zui da 。dui fu ge cai liao fen xi ji fei deng wen jie jing 、liu bian 、li xue 、jie dian he dao re xing neng fen bie shen ru tan jiu 。sui zhao za hua tian liao han liang de zeng da ,fu ge cai liao de jie jing du he jie jing su lv dou xian zeng da hou jian xiao ,zhe gui yin yu za hua tian liao yi xiang cheng he zuo yong ,dan shi zai jiao gao de tian liao han liang shi ye hui xian zhi jing ti de sheng chang 。fen xi fu ge cai liao de dong tai liu bian hang wei ,zai 20 wt%han liang shi fu ge cai liao nei bu tian liao wang lao zhu bu yin er kai shi zai di pin ou chu xian ping tai ,Hanqu xian ye tong yang zheng ming le tian liao wang lao de xing cheng 。fen xi fu ge cai liao de li xue xing neng ke zhi ,zai sui zhao AgN03:BN bi li zeng da ,suo zhi bei fu ge cai liao de li xue jiang du ye ji ben zeng da 。yu dui zhao yang bi jiao ke zhi ,jia ru BN@AgNWsza hua tian liao zai ji ti zhong ke yi xing cheng geng zhi mi de tian liao wang lao shi fu ge cai liao yang shi mo liang zeng da ,li xue xing neng zong ti bian hua bu da 。sui zhao BN@AgNWsza hua tian liao zeng jia ,zai 30 wt%han liang shi PVDFfu ge cai liao dao re lv da dao 1.19 W/mK bi chun PVDFji ti di gao 236%,tong deng BNhan liang de fu ge cai liao dao re lv ye jin jin wei 1.06 W/mK,re cheng xiang biao zheng ye tong yang zheng ming le PVDF/BN@AgNWsfu ge cai liao ju you jiao hao de san re xing neng 。ling wai tian jia BN@AgNWsza hua tian liao de fu ge cai liao yu dui bi yang xiang bi ju you liang hao de jie dian xing neng ke yi kuo da ji shi yong fan wei ,er ju zai pin lv wei 100 Hzshi ,tian jia za hua tian liao de fu ge cai liao dao dian lv zui gao cai 2.91x10-11S/m,shui ming AgNWsdui dao dian lv ying xiang hen xiao ,fu ge cai liao reng ran chu yu jue yuan fan chou 。

论文参考文献

  • [1].环氧树脂基复合材料导热性能模拟[D]. 闫懂.华中科技大学2017
  • [2].纳米无机填料改性对环氧树脂复合材料直流沿面闪络特性影响的研究[D]. 阴凯.华北电力大学(北京)2018
  • [3].基于杂化填料结构设计的PVDF基介电复合材料的制备及研究[D]. 贺珍珍.西南交通大学2018
  • [4].导电橡胶的电阻—压力性能研究[D]. 张丰.北京工业大学2004
  • [5].基于填料填充的复合材料导热特性研究[D]. 陈斌.中国矿业大学2017
  • [6].填充型导热聚芳醚腈复合材料的制备及性能研究[D]. 刘梦碟.电子科技大学2015
  • [7].强制组装法制备碳系导热复合材料的研究[D]. 冯浩.北京化工大学2017
  • [8].聚乳酸/酯化纤维素复合材料的制备和性能表征[D]. 邓长勇.东北林业大学2010
  • [9].二维无机填料/聚合物基柔性介电复合材料的制备与性能[D]. 杜嘉雯.清华大学2016
  • [10].环氧树脂基复合材料的制备及其导热绝缘性能研究[D]. 杜艳芳.太原理工大学2012
  • 读者推荐
  • [1].导热填料在PVDF/PA6共混物中的分布调控及导热网络的构建[D]. 张振.安徽大学2019
  • [2].基于石墨烯的高导热复合材料的制备及性能研究[D]. 黄竹品.安徽大学2019
  • [3].BNNS/CNF导热取向膜的制备及其在环氧复合材料中的应用研究[D]. 陈璐.中国科学技术大学2019
  • [4].高导热环氧树脂复合材料的制备与性能研究[D]. 王艺颖.哈尔滨理工大学2019
  • [5].高导热绝缘环氧树脂基复合材料的制备与性能研究[D]. 王赫兵.哈尔滨理工大学2019
  • [6].BN-桐马酸酐—环氧树脂高导热绝缘复合材料性能研究[D]. 梁良.哈尔滨理工大学2019
  • [7].二维氮化硼纳米材料的制备及其去除水中重金属离子的机理研究[D]. 刘涛.中国科学技术大学2019
  • [8].氮化硼/环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究[D]. 石倩.贵州大学2019
  • [9].基于氮化硼的导热绝缘材料的制备与性能研究[D]. 张誉元.吉林大学2019
  • [10].高性能氮化硼/树脂导热复合材料的制备及其热管理应用的研究[D]. 朱志佳.南京邮电大学2017
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自安徽大学的涂友雷,发表于刊物安徽大学2019-07-03论文,是一篇关于聚偏氟乙烯论文,氮化硼论文,多巴胺论文,银纳米线论文,导热论文,安徽大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自安徽大学2019-07-03论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    涂友雷:PVDF/BN导热绝缘复合材料制备与性能研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢