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高導熱、高介電-低損耗高分子復合材料制備、結構及其導熱、介電行為研究
2019/12/25 9:50:00   轉載    本站    點擊:33次

第一完成單位: 西安科技大學

聯 系 人: 周文英

成果類型: 應用技術

成果體現形式 : 新技術

技術領域: 新材料及其應用

應用行業: 制造業

成果簡介:

綜合了傳統導熱材料如無機陶瓷、金屬、碳,以及聚合物各自優點的聚合物基導熱復合材料因其良好的耐化學腐蝕、沖擊韌性、加工簡便等優良性能目前在微電子封裝、大功率電氣設備及國防軍工等領域得到廣泛應用。但有一個問題始終困擾著導熱聚合物在電絕緣場合的工業應用:導熱填充粒子的加入明顯降低了聚合物自身的優良絕緣電阻和擊穿強度,即熱導率的提高是以犧牲聚合物的介電強度為代價的,這使得應用于高電壓及超高頻環境下導熱聚合物電介質常因介電強度的下降、劣化導致電子器件及電氣絕緣設備遭到破壞。因此,同步提高聚合物的熱導率和介電強度是導熱聚合物的基礎研究和工業應用領域共同關注的最關鍵和根本問題。

界面設計和控制是調控復合材料的結構與性能的關鍵,本項目針對當前導熱聚合物材料在研究和工業應用方面存在的介電強度不穩定和偏低的普遍問題,從導熱復合材料的界面結構的設計出發,基于高導電、導熱內核,高導熱絕緣薄層外殼的核殼結構復合粒子的設計原則,在不同種類的導熱填料粒子的表面設計和合成了具有不同種類殼層及厚度的核殼結構的功能導熱絕緣復合粒子,不同核殼結構的功能納米粒子與聚合物復合后獲得了系列不同介電常數及低損耗的導熱聚合物柔性電介質。本項目詳細研究了殼層結構、導熱絕緣外殼厚度、表面狀態及復合粒子用量、混雜粒子混合比例,以及頻率、溫度等因素對聚合物復合電介質的介電常數、損耗因子、電導率、擊穿強度及熱導率的影響機理,探索了基于界面結構對聚合物復合電介質的微觀結構及介電強度的調控機理,提出了破解聚合物復合電介質的熱導率同介電強度相矛盾問題的解決方案,實現同步提高聚合物電介質的熱導率及介電強度目的。所提出的設計方法及調控機理的研究結果為制備具有高絕緣低損耗的高導熱聚合物電介質具有一定參考價值,對該類功能材料的工業生產奠定了理論基礎。 

基于理論研究結果,制備的系列高絕緣低損耗型導熱聚合物電介質產品目前為止已經在工業中得到了應用,有效解決了導熱聚合物產品的熱導率與介電強度之間矛盾,顯著改善了電子器件及電氣設備的安全性及可靠性,為企業和社會創造了良好的經濟效益和社會效益。

該項目發表論文SCI收錄論文49篇,其中ESI高引論文1篇,單篇引用率超百次論文3篇?;窆沂諶ǚ⒚髯ɡ?項,出版國內導熱聚合物領域第一本專著《導熱高分子材料》(46萬字,國防工業出版社,2014-4)。研究成果及相關技術工藝在國內多家公司的產品上得到應用,創造了良好的經濟效益和社會效益。


主辦單位:陜西省產學研合作促進會
承辦單位:陜西省產學研服務中心 聯系電話:029-82481852 029-82418439
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