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汀潤寒芷鐵桿木蟲 (著名寫手)
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[求助]
導熱復合材料 已有2人參與
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最近查閱資料突然有個疑惑,是關于復合材料導熱性能方面的,尤其是高分子復合材料。 大家都知道,一般高分子材料是熱的不良導體,但是有些使用環(huán)境要求高分子材料必須得具有一定的散熱能力,于是大家通常是采用向高分子材料中添加導熱添加劑來實現(xiàn)。導熱添加劑通常就是微晶石墨、碳納米管、三氧化二鋁之類自身熱阻小的物質(zhì)。 那么,我有如下疑問:1.限制添加導熱添加劑后得到的高分子復合材料導熱系數(shù)通常增加并不是特別顯著,是否是因為高分子與導熱添加劑的界面之間的熱阻導致的? 2.提高高分子與導熱添加劑之間的界面強度是否有利于降低界面間的熱阻? 3.兩種物質(zhì)之間熱阻相差越大越好,還是相對接近一些好? |
木蟲 (正式寫手)
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1. 添加固定的導熱填料之后,聚合物的導熱系數(shù)并不會提高很多,這主要是由于填料在高分子中均勻分散,填料表面被聚合物分子鏈所包覆,導致填料與聚合物之間的熱阻較大,從而影響導熱系數(shù)的提升。 2. 提高填料與聚合物界面之間的結(jié)合力(例如,in-situ polymerization,利用表面改性劑對填料進行改性等)在一定程度上是可以提高導熱系數(shù)的,但是提高的程度不會太高。原因主要有a. 改性會破壞填料表面的規(guī)整性,導致填料的缺陷增加,降低導熱系數(shù)。b. 無機填料表面的基團很少,難以對其進行改性。c. 表面改性劑的分子鏈較長,在填料與聚合物基體熱傳遞的過程中,也會降低熱傳遞的效率。 3. 熱在絕緣復合材料中主要是依靠聲子進行導熱(就是靠晶格不斷的震動),在熱傳遞的過程中,由于填料與聚合物之間的振動頻率不同,所以會在界面處產(chǎn)生熱阻。但不是采用兩種導熱系數(shù)大的材料在一起復合就能得到導熱系數(shù)較高的復合材料,即使采用同一種材料的粉末在一起成型(例如Ag),其導熱系數(shù)也比理論值小很多。 制備高導熱復合材料需要考慮到很多因素(哪怕是溫度和壓力),其中包括改善兩相想界面之間的關系。 |
木蟲之王 (文壇精英)
上善若水,利萬物而不爭
專家顧問 (著名寫手)
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專家經(jīng)驗: +150 |
木蟲之王 (文壇精英)
上善若水,利萬物而不爭
至尊木蟲 (職業(yè)作家)
金蟲 (職業(yè)作家)
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這個顯然是和界面有直接關系的,無論是導電還是散熱,都要求功能材料本身的界面要大,這個道理很簡單,同樣質(zhì)量比的兩種導熱材料,如果一個界面是1,而另一個界面是2,那么它們在樹脂里的要達到同樣的導熱效果,界面為1的材料添加20%的話,那么界面2的只要添加12%左右就可以了。 界面越大的材料,越不容易分散,越不易在材料里面形網(wǎng)絡結(jié)構,界面越大在分散的時候阻力越大,所以要進行表面活化處理,但是表面活化以后會有一層膜包裹在其表面,影響到導熱,所以這就要求,該活性劑,既要起到粉體活性,又要和樹脂有很好的相融性。在填充粉摻雜到樹脂里面之后,形成連續(xù)的網(wǎng)絡,這樣就能充分發(fā)揮其導熱作用,導電也是同樣的道理。 |

鐵桿木蟲 (著名寫手)
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