氮化硼及其导热复合材料的制备研究

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导热材料在工业生产和社会生活中都有着广泛的应用,然而传统导热材料已经难以适应现代应用,研究和开发新型的导热材料成为一种必然趋势。向聚合物基体中填充导热填料是制备导热复合材料的主要方法,氮化硼作为良好的导热材料,其制备方法和应用受到了广泛的关注。本论文首先进行了氮化硼的制备。使用高压反应釜在较低温度(450℃)下,通过选取适当的原料及催化剂成功制备氮化硼(BN)材料。并对不同氮源、不同催化剂下制得的纳米氮化硼进行了X-射线衍射分析、红外光谱分析和扫描电子显微镜分析,结果表明制得的样品结晶度良好、形貌均匀。并且使用N2H4·2HCl作为氮源,镁粉做催化剂时,产物主要形成均匀片状形貌,片状厚度达到几十到几百纳米。其次,本文采用BN作为导热填料,以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚乙烯(PE)为基体树脂,进行了导热复合材料的制备。并对填料用量、基体树脂种类和用量比等因素,对导热复合材料的结构、热导率、拉伸性能的影响进行了研究。实验结果表明,在EVA复合材料中,不同导热填料对提高复合材料的导热能力提高不同,并且复合材料的导热率随着填料填充量的增加而增加,同时复合材料的拉伸性能随之降低。在PE/EVA复合材料中,30wt.%的BN填充时,复合材料的导热性能得到提高,但其拉伸性能有所降低,PE的加入量对复合材料的性能影响较小;30wt.%的石墨填充时,复合材料的导热性能出现降低,但拉伸性能降低较少。
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