AlN-PVDF介電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱性能研究

AlN-PVDF介電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱性能研究AlN/PVDF介電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱性能研究

摘要：AlN/PVDF介電復(fù)合材料是一種具有廣泛應(yīng)用前景的新型材料，可用于散熱器、電子器件等領(lǐng)域。本研究以鋁氮化物（AlN）及聚偏氟乙烯（PVDF）為原料，采用擠出工藝制備AlN/PVDF復(fù)合材料。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）分析，了解復(fù)合材料的表面形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)熱導(dǎo)測(cè)試儀測(cè)試，研究其導(dǎo)熱性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備得到的AlN/PVDF復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和介電性能。

一、引言

隨著電子器件功率的不斷提高，器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱量也越來(lái)越大，散熱問(wèn)題成為制約器件性能的重要因素。傳統(tǒng)散熱材料如鋁、銅等導(dǎo)熱材料雖然導(dǎo)熱性能優(yōu)異，但存在形狀受限、加工難度大等缺點(diǎn)。因此，研究一種具有良好導(dǎo)熱性能的新型材料具有重要意義。

二、實(shí)驗(yàn)方法

1.材料制備

本研究以AlN和PVDF為原材料，采用擠出工藝制備AlN/PVDF復(fù)合材料。首先，將AlN顆粒與PVDF樹脂混合，加入適量的溶劑進(jìn)行混合攪拌。然后，采用擠出機(jī)將混合物擠出成型，得到AlN/PVDF復(fù)合材料。

2.結(jié)構(gòu)表征

使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察AlN/PVDF復(fù)合材料的表面形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中，將復(fù)合材料樣品表面金屬化處理，并利用SEM觀察其表面形貌以及顆粒分布情況。通過(guò)斷面觀察，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和界面結(jié)合情況。

3.導(dǎo)熱性能測(cè)試

使用熱導(dǎo)測(cè)試儀對(duì)AlN/PVDF復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)中，將復(fù)合材料樣品放入熱導(dǎo)測(cè)試儀中，通過(guò)測(cè)量樣品在不同溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，來(lái)評(píng)估復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。

三、結(jié)果與討論

1.結(jié)構(gòu)表征結(jié)果

通過(guò)SEM觀察，發(fā)現(xiàn)AlN顆粒均勻分布在PVDF基體中，并且與基體有良好的結(jié)合，形成了致密的復(fù)合結(jié)構(gòu)。AlN顆粒的分布情況對(duì)材料的導(dǎo)熱性能起著重要影響。

2.導(dǎo)熱性能測(cè)試結(jié)果

通過(guò)導(dǎo)熱測(cè)試儀測(cè)試發(fā)現(xiàn)，AlN/PVDF復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)在20～100℃范圍內(nèi)穩(wěn)定在約2W/(m·K)左右。相比于純PVDF材料，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能有顯著提高。這是因?yàn)锳lN具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，且與PVDF樹脂有良好的相容性。

四、結(jié)論

本研究以AlN和PVDF為原料，制備了AlN/PVDF介電復(fù)合材料。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)表征和導(dǎo)熱性能測(cè)試，得出以下結(jié)論：

1.AlN顆粒均勻分布在PVDF基體中，形成致密的復(fù)合結(jié)構(gòu)；

2.AlN/PVDF復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)穩(wěn)定在約2W/(m·K)左右；

3.AlN/PVDF復(fù)合材料具有潛在的應(yīng)用前景，可用于散熱器、電子器件等領(lǐng)域。

總之，AlN/PVDF介電復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和介電性能，可以作為一種高效散熱材料應(yīng)用于電子器件領(lǐng)域。隨著材料制備方法和性能研究的不斷深入，相信AlN/PVDF復(fù)合材料將有更廣闊的應(yīng)用前景通過(guò)本研究，我們成功制備了AlN/PVDF介電復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和導(dǎo)熱性能測(cè)試。結(jié)果表明，AlN顆粒均勻分布在PVDF基體中，并與基體有良好的結(jié)合，形成了致密的復(fù)合結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)穩(wěn)定在約2W/(m·K)左右，顯著提高了導(dǎo)熱性能。AlN顆粒具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，并與PVDF樹脂相容性良好，這為復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能提供了基礎(chǔ)。因此，AlN/PVDF復(fù)合材料具有潛在的應(yīng)用前景，可用