导热塑料用氧化铝的表面改性
导热填料

目前在有机硅领域所使用的导热材料多数为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。
尤其是以微米氧化铝、硅微粉为主体,纳米氧化铝,氮化物做为高导热领域的填充粉体;而氧化锌大多做为导热膏(导热硅脂)填料用。
一、导热材料的导热系数列表:材料名称导热系数K(w/m.k)氧化铍(剧毒) 270氮化铝 80~320氮化硼 125 -------有文章写60K(w/m.k)碳化硅 83.6 -------有文章写170~220K(w/m.k) ,个人表示怀疑,导热这么好的话,就完全没有BN和AlN的市场了氧化镁 36氧化铝 30氧化锌 26二氧化硅(结晶型) 10注:以上数据来自以下3篇论文1. 氧化铝在导热绝缘高分子复合材料中的应用,李冰,塑料助剂,2008年第3期,14~16页2. 金属基板用高导热胶膜的研究,孔凡旺等,广东生益科技,第十一届覆铜板市场技术研讨会论文集101~106页3. 复合绝缘导热胶粘剂的研究,周文英等中国胶粘剂2006年11月第15卷11期,22~25页以下部分观点来自期刊论文,部分观点来自广大产品工程师,感谢大家。
优缺点分析:1、氮化铝AlN,优点:导热系数非常高。
缺点:价格昂贵,通常每公斤在千元以上;氮化铝吸潮后会与水反应会水解AlN+3H20=Al(OH)3+NH3 ,水解产生的Al(OH)3会使导热通路产生中断,进而影响声子的传递,因此做成制品后热导率偏低。
即使用硅烷偶联剂进行表面处理,也不能保证100%填料表面被包覆。
单纯使用氮化铝,虽然可以达到较高的热导率,但体系粘度极具上升,严重限制了产品的应用领域。
2、氮化硼BN,优点:导热系数非常高,性质稳定。
缺点:价格很高,市场价从几百元到上千元(根据产品品质不同差别较大),虽然单纯使用氮化硼可以达到较高的热导率,但与氮化铝类似,大量填充后体系粘度极具上升,严重限制了产品的应用领域。
听说有国外厂商有生产球形BN,产品粒径大,比表面积小,填充率高,不易增粘,价格极高。
球形氧化铝的用途

在各种导热材料中,类球形氧化铝被认为最具性价比的耐火材料或者导热材料,它的用途也是遍布很多的行业,来一起通过下文来详细地了解一下。
①用作陶瓷材料球形微粉具有良好的压制成型和烧结特性,对于制得高质量的陶瓷制品极为有利。
②用作研磨抛光材料用球形氧化铝作为抛光磨料可以避免产生划痕。
③用于石油化学工业在石油化学业中,对氧化铝载体的孔径分布和孔结构提出了越来越高的要求,球形氧化铝粉体可通过调整粒级配置来调控形成的催化剂载体颗粒的孔径及其分布。
球形氧化铝粉体对高分子材料的增稠幅度小,填充性能好,不仅可以用于制备具有高导热性能的新型复合材料(如导热垫片、导热硅脂、导热灌封胶、导热塑料等),还可以用来制造人工牙齿和骨骼。
⑤表面防护涂层球形氧化铝粉体粒子喷涂在金属、塑料等上,可以极大的提高表面的硬度、耐腐蚀性、耐磨性和防火性,可用于机械、刀具以及化工管道等表面防护。
⑥光学材料纳米级球形氧化铝粉体对250nm以下的紫外光有很强的吸收能力,如果把几个纳米的球形氧化铝粉掺杂到稀土荧光粉中,可以利用纳米紫外吸收的蓝移现象来吸收掉有害的紫外光,而且还不会降低荧光粉的发光效率。
纳米球形氧化铝可烧结成透明陶瓷作为高压钠灯管的材料,可和稀土荧光粉复合作为口光灯管的发光材料,不仅降低成本而且延长寿命是未来制造LED光灯管的主要荧光材料。
纳米级球形氧化铝粉体对湿度极为敏感,在温度传感器上有着极高的应用价值,可以被广泛应用于大规模集成电路的衬底材料。
⑧催化剂及其载体球形氧化铝粉体的比表面积大,颗粒表面有着极其丰富的失配键和欠氧键,在压成薄片时会含丰富的孔洞,孔洞率达30-40%,可制成多孔薄膜过滤器,以此制成的催化剂及催化剂载体的性能比目前使用的同类产品的性能要优越数倍以上。
由于球形氧化铝粉具有良好的导热性能、优秀性价比,是目前市场热界面材料中大批量使用且使用占比较高的导热填料。
关于导热高分子材料的研究与应用

关于导热高分子材料的研究与应用摘要:随着科学技术的进展,导热高分子材料的研究和开发也越来越高端。
在理论方面,对高分子材料导热性能的定义、导热原理、导热性能以及影响因素等开展了研究,在高传导性传热复合材料的选择与复合加工技术方面也获得了重要发展。
目前,应用和研究最为广泛的是添加型导热高分子材料,它具有制作工艺相对简单以及成本较低的特性,受到各个领域的关注。
关键词:导热高分子材料;研究;应用1.导热高分子材料的分类1.1导热塑料导热塑料的高分子基体为树脂,以金属氧化物、金属氮化物、碳硼化合物作为填充物。
通过实验发现,当选用氧化铝、硅酸铝等物质进行填充时,导热高分子材料的导热性能表现更优,且导热性能的高低与填充物的数量正相关。
另外,将金属粉末、石墨、碳纤维等作为填充物,与聚乙烯、聚丙烯混合而成的导热高分子塑料,其导热性能也会得到明显的提升,主要是由于石墨、碳纤维等物质的结构更稳定。
1.2导热胶合剂导热胶合剂按照绝缘性能可分为绝缘型和非绝缘型,主要应用在半导体、密封、热绝缘等领域。
生产导热胶合剂的过程中,若对填充物进行固化处理,可显著提高导热高分子材料的导热能力,选用碳纤维作为填充物也能起到相同的效果。
1.3导热橡胶导热橡胶可分为结构型和填充型,目前研究重点放在填充型橡胶上,如在丁苯橡胶内添加氧化铝,且研究发现,当填充水平相同时,橡胶导热性能与氧化铝的粒径相关[1]。
2.导热高分子材料的理论研究2.1导热原理填充的导热物质以及高分子基体在某种程度上影响着导热高分子材料的导热性能,正是因为这种性质以及相互作用之间的关系决定了复合高分子材料的导热性能。
高分子基体中没有均匀有序的晶体结构或者载荷子,不能够达到热传递的要求,所以高分子基体的导热性能不是很好。
而导热的填充材料,不管是什么样的形态,填充材料的导热性能比高分子基体要好很多。
当填充物质的填充量比较少时,填充材料之间空隙较大,没有很好的接触,这时高分子复合材料的导热性能基本没有提高。
x-PA6/PA66/球形氧化铝导热绝缘复合材料的制备与性能

中图分类号 :T Q 3 2 3 . 6
文献标识码 :B
文章编号 :1 0 0 5—5 7 7 0( 2 0 1 3 )1 1 — 0 0 1 8— 0 4
Pr e pa r a t i o n a n d Pr o pe r t i e s o f x。 PA6 / PA6 6 / Sp h e r i c a l AI 2 o 3 The r ma l C : o n d uc t i v e I ns ul a t i o n Co mp o s i t e s
a n d t he t h e r ma l c o nd u c t i v e i n s u l a t i n g pe r f o r ma n c e s o f t he x — P A6 /P A6 6 /a— A1 2 0 3 b l e n ds b a s e d t h e di f f e r e n t e x t e n t o f i f l l e r s we r e s t u di e d. Due t o t he me l t lo f w i n de x o f x ’ PA6 wa s h i g h e r t ha n t ha t o f l i n e a r n y l o n 6,t h e d i s p e r s i o n o f il f l e r s i n c o mp o s i t e c a n b e i mp r o v e d we l l ,a n d t h e e x t e n t o f t h e il f l e r s i n b l e n d s wa s i nc r e a s e d mo r e t h a n 3 0 wt % .T h e h i g h — il f l e r c o mp o s i t i o n f o r me d a g o o d c o n d u c t i v e n e t wo r k,a n d h a d a h i g h c o n d u c t i v e
Al_2O_3_Cu复合材料的塑性变形及再结晶

文章编号:1000-3851(2000)02-0106-05收稿日期:1998-08-11;收修改稿日期:1998-11-20基金项目:河北省自然科学基金(94087)及河北工业大学“50工程”资助项目作者介绍:武建军(1962),男,博士,教授,从事金属材料及金属基复合材料的研究。
Al 2O 3/Cu 复合材料的塑性变形及再结晶武建军,张 运,李国彬,雷廷权*(河北工业大学材料系,天津300130) (*哈尔滨工业大学材料学院,哈尔滨150001)摘 要: 内氧化方法虽然可获得细小氧化物颗粒,但是所得氧化物在复合材料中的分布很不均匀,且材料致密度较低。
本文研究了Al 2O 3/Cu 复合材料的塑性变形行为,变形材料在退火过程中的再结晶规律以及塑性变形对氧化铝弥散强化复合材料组织及性能的影响。
实验证明,该材料具有很高的加工硬化系数,弥散氧化物能够明显提高复合材料的再结晶温度,提高材料的高温强度。
关键词: 弥散强化;塑性变形;再结晶中图分类号: T B 331 文献标识码:APLASTIC DEFORMATION A ND RECRYSTALLIZATION OF Al 2O 3/CuWU J ian-jun,ZHANG Yun,LI Guo-bin,LEI Ting-quan*(Dept.of M a ter.Sci.a nd Tech.,Hebei U niv ersity o f T echnolog y ,Hebei 300130)(*Ma ter .School ,HI T ,H a rbin 150001)Abstract: Dispersiv e particles can be obtained with internal oxidation ,but the distributio n of the particles in the matrix is not uniform and the material is no t dense .This article deals with the plastic defo rma tion of Al 2O 3/Cu composites,and the recrystallization of the defo rm ed com posites.The ex-perim ents and analy ses show that the material has a high w ork hardening coefficient,the dispersoid can obviously improve the recry stallization temperature of the composites ,and thus the mechanical properties of the composites are increased g rea tly.Key words : dispersion strengthened;plastic deformation;recry stallization 众所周知,氧化物具有较高的硬度和良好的化学稳定性,采用少量氧化物弥散强化可以明显改善金属基体的力学性能,尤其是高温力学性能,而且又不会过多地牺牲导热导电性能。
铝氧化后的熔点-概述说明以及解释

铝氧化后的熔点-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述铝是一种常见的金属元素,具有轻巧、耐腐蚀、导电和导热等良好的性质。
然而,纯铝在常温下的熔点相对较低,为约660摄氏度。
为了提高铝的熔点,增强其热稳定性和机械性能,人们常常采用铝的表面氧化处理。
铝氧化是一种将铝表面氧化形成氧化层的工艺,在铝金属与氧气发生反应的条件下进行。
铝氧化后,铝表面会形成一层致密且稳定的氧化层,主要由氧化铝(Al2O3)组成。
这层氧化层具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和高硬度,能够有效地保护铝基体免受外界环境的侵蚀。
同时,由于氧化层的存在,铝材的导热和导电性能会有所降低。
铝氧化后的熔点随着氧化层的形成而有所提高。
具体来说,氧化层的形成会限制原子间的扩散,增加了铝晶粒的熔化温度,因此提高了整体的熔点。
此外,氧化层还能吸附一些杂质和杂质离子,进一步稳定了铝金属的熔化过程。
影响铝氧化后熔点的因素主要包括氧化膜的厚度、氧化层的成分和结构等。
氧化膜的厚度越大,铝的熔点也会相应增加。
氧化层的成分和结构也会影响熔点的变化,如通过添加其他元素来形成复合氧化层,可以进一步改变铝的熔点。
在工业生产和科研领域中,铝氧化后的熔点变化对于材料设计和性能优化具有重要意义。
例如,在铝合金的熔炼和制备过程中,铝氧化后的熔点提高可以使合金更容易加工和成型。
同时,通过控制氧化层的形成条件和处理工艺,还可以实现对铝材料性能的精确调控和优化。
总之,铝氧化后的熔点是一个重要的材料科学问题,研究其变化规律和影响因素有助于深入理解铝的特性和应用。
未来,我们可以进一步探究不同氧化层结构对熔点的影响机制,开展多学科交叉研究,以推动铝氧化技术的发展和应用。
1.2 文章结构本文主要围绕铝氧化后的熔点展开研究,通过以下几个方面来探讨铝氧化后熔点的变化及其可能的应用前景:2.1 铝氧化的过程:本节将介绍铝氧化的基本过程和方法,包括常见的化学氧化和电化学氧化方法,并探讨它们在提高铝氧化后熔点方面的差异和影响因素。
900摄氏度氧化铝比热容
900摄氏度氧化铝比热容1.引言1.1 概述概述:氧化铝是一种重要的陶瓷材料,在许多工业领域都有广泛的应用。
其中,氧化铝的比热容是一个重要的热物性参数,可以用来描述氧化铝材料在吸收和释放热量时所需的能力。
比热容的大小不仅与材料的热传导性能有关,还可以反映出材料在温度变化时的热稳定性。
本文将重点研究900摄氏度条件下氧化铝的比热容。
通过实验和理论分析,我们将探讨氧化铝的热物性质以及影响比热容的因素。
首先,我们将介绍一些背景知识,包括氧化铝的基本性质和应用领域。
然后,我们将详细探讨氧化铝的比热容,包括其定义、测量方法和相关的理论模型。
同时,我们将研究影响氧化铝比热容的因素,如晶体结构、纯度、晶粒尺寸等。
最后,我们将总结本文的研究结果,并给出一些结论和展望。
通过本文的研究,我们希望可以更全面地了解900摄氏度条件下氧化铝的比热容,并对氧化铝材料在高温环境下的应用提供一定的参考和指导。
接下来,我们将进入正文部分,首先介绍氧化铝的背景和性质,为后续的研究提供基础。
请关注文章2.1部分的内容。
1.2文章结构文章结构:本文将以以下几个部分展开对900摄氏度氧化铝的比热容进行研究和论述。
首先,将在引言部分总结文章的概述,简要介绍研究的目的以及文章的结构安排。
接下来,在正文部分,将进行背景介绍,介绍氧化铝的基本性质,包括其在高温下的稳定性和热传导性能等。
然后,重点关注于900摄氏度下氧化铝的比热容,探讨其在高温环境下的热容量变化情况。
最后,讨论影响氧化铝比热容的因素,如晶体结构、杂质含量和热处理过程等。
最后,在结论部分对整个研究进行总结,并提出未来进一步深入研究的方向和建议。
通过这样的结构安排,我们将全面地了解和探讨900摄氏度下氧化铝的比热容特性及其相关影响因素,为进一步的高温材料研究提供有价值的参考和指导。
1.3 目的本文的目的是研究900摄氏度下氧化铝的比热容。
比热容是物质单位质量在吸收或释放热能时所需的热量变化。
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1 . 4改性效果的表征
加 ,粉体的活化指数逐渐增大 ,当偶联剂 用量达到粉体质量的2 时 ,活化指数达到 老 1 0 并稳定 。用量继续增加 ,则会形成 % 0 A2。 1 表面偶联剂的多分子层 ,多余的偶联 O 剂在A ] 粒子之间起到增塑的作用 ,受力 0
1实验部分
1 . 1主要原料
I 3 活亿指数 s改性时 间的关 系 l : l
1 2 l 0
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值。
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3 结论
活 化 指 数 的 测 定 结 果 表 明 ,氧 化 铝 表面改性 的最佳 条件 为 :A 1 1 一 用量 5 为 2t w %,改性温度 为8 。 5c,改性 时间 为
关 键 词 :氧 化 铝 ,硅 烷 偶 联 剂 , 表面 改 性
随
拿
1 . 2仪器及设备
真空 干燥箱 ,6 2 ,上海博讯 实业 00
有 限公 司 ;傅 里叶红外光谱仪 ,Nc lt ioe
程度 。测定方法 :准确称取1 改性粉体 , g
置于盛有5m 蒸馏水 的三角瓶 中,并将瓶 0L
1 . 3表面改性方法
取适量A 1 1 一 滴入1 O乙醇 中,滴加 5 g O
化合物分子包覆的程度越好 ,改性效果也 就越好。
从而提高基体材料的导热I能和不显著降 醋酸至p 值为3 4 生 l H ~ ,于- I烧瓶中室温搅 -C I
低其力学 。
拌水 ̄3mn 0 i, ̄JLOgA 0,加入A 1 1 #1O 1 3 一 5 水解液中,8 c超声搅拌2后过滤 ,用 甲 Oj : h
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2 改性时间的影响 . 3
由图3 可知 ,随着改性 时间的增加 , 氧化铝的活化指数逐渐增大。当改 I时间 生 l
A 2 填 充硅橡 胶导热性能的影 ̄ U 1 03 I I有机硅材料 , L I
20 0 9,2 () 43 4 33 :1 ( —1 3
因此A l 1 — 的最 佳用 量 。 5
导热塑料用氧化铝 的表 面改性
张 浩 周 正发 卫兵 徐
( 合肥 工业大学高分子材料与 工程 系,合肥 2 0 0 ) 3 0 9 摘 要:采用硅烷偶联剂乙烯基三 乙氧基硅烷对氧化 铝进行表面改性 ,通过改变偶联剂用量 、改性温度、改性时间并测试表面改性后氧化铝 的 活化指数,得 出氧化铝表面改性 的最佳条件:A 1 1 - 5 用量为2 t ,改性温度为8  ̄ w% 5C,改性时间为10 i 。s M 2m n E 测试表 明,氧化铝经过A 1 1 5 表面改性 后,在塑料中分散均匀 ,团聚现象消失。粒度分布测试分析表明,A 。 l 经表面改性后 ,其平均粒径减小。 0
氧化铝 ,A 一 0 ,佛山维科德化工 ; R3L 乙烯基三乙氧基硅烷 ,南京裕德恒精细化
工有限公司;无水乙醇 ,A ,国药集团化 R 学制剂有限公司;P ,F0 ,中国石化扬 P 41
14 .1偶联剂包覆率
采 用德 国耐驰热重分析 仪T293 G 0F测
试。根据质量减少量计算偶联剂在氧化铝
丙烯中,质量分数为5% 挤 出 造粒并注 5,
2 1 年 6月刊 0 1 P A TCSMA U AC U E 塑料制造 LSI N F TR 8 9
性前A 粒子由于表面能较高 ,发生部分 ] 团聚 ,粒度分布仪测得数据偏大 ;经过偶 联剂表面改性后 ,团聚减少 ,A 1 粒子分 0
改 H mil m t
散均匀 ,测得数据更接近粒子的真实尺寸
图4 A 1 1 : 一 5 表面改性A2 填充P 电镜圈 | o3 P
} ^
聚丙烯基体中分散均 匀,与基体的界面模 糊,说 明界面结合比较牢固。
2 . 5表面改性后A 3 I) (的粒度
分 布
如图5 所示 ,上图为表面改 l 当 扎0 的 粒度分布 图,其 平均粒径为405 I;下 . l 5 l 图为经A 1 1 一 表面改 l A2 3 5 譬 1 的粒度分布 0 图 ,其平均粒径 为39 8 。A . m l 经表面 4 0 改性后 ,其平均粒径减小。这是由于 ,改
列公式计算其活化指数”
活化指数 = ( 漂浮的粉体质量 的 }
激光粒度仪 ,Mseszr20 ,马尔文仪 总质量)×10 at ri 00 e 0% 活化指数越高表明粉体颗粒表面的亲 水基 团越少、亲油基 团越多 ,颗粒被有机
在改善聚合物介电性能的同时 ,还可提高 器 有限公 司 。 材料的导热性,因而在绝缘材料领域有着 广泛的应用。A 1 需经过偶联剂进行表面 O 改性 ,以提高树脂基体和填料的相容性 ,
} e ( 1 , um ^ 3 L 2 i Q4 l : + 1 K一 0 0 1 _l j 0 1 J 3 J 9 6
图5 Ap 蕞 面改性前后粒度分布 : I
『】 秋红 ,冯圣 玉 ,李 明强 表面改性 剂刘 2牟
越 多 ,热 阻越大 ,导热 系数下降也越 大
3
参 考文献
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l u
i uo 1 w o o 3 uO u
0J
0. 1
1
f ± ]周丽玲,应 涛, 壬侃,付政 纳 米氧化锌的 改性及其对 N R胶料力学性能的影响【 _ I 青岛科技大 1 学学报( 自然科学版) 0 7 8 ) ,2 0 ,2 ( 4
苯洗涤 ,于1 0c 1 c干燥4。 h
2结果与讨论
2 . 5用量的影响 . A ll 1 _
由 图 1 知 ,随 着 A 1 量 的 增 可 一1 用 5
本文研究了A 1 1乙烯基三乙氧基硅 ~ ( 5 烷) 的用量、改 l 生温度和改性时间对A 1 表 0
面改 l的 影响 。 l 生
橡胶工业 ,2 0 ,2 ( :14 1 7 03 62 ( 0 ) 1
【 冯军 ,杨翮霞 ,张文广,顾涛 ,林伟伟 ,乙 4 】 烯基三乙氧基硅烷( s水解关键工 PU V) L ]表面技术 ,
氧化铝的活化指数逐渐增大 ,在8。时达 5C
到l 0 ;当温度继续升高 ,氧化铝的 活 % 0 化 指数反而 下降 ,这 是 由于温 度越高 ,
表面的接枝率。 14 . 2活化指数
时 , ]。 Az粒子与偶联剂将会发生滑移 f 0 脱
离 ,从而使拉伸强度降低 ;同时A 1 1 一 5
采用活化指数来表征氧化铝的改性效
果。活化指数能有效地反映粉体颗粒表面
增加 了 基体树脂与A 0 ]。 之间的热阻 , 使传
子石油化工有限公司。
8 8 塑 料 制造 P A TC AN F C U E 2 1 L S IS M U A T R 0 1年 6月
的亲油性和颗粒表面被偶联剂分子包覆的 热 困难 , 导热系数下降 ,而且A 11 一 用量 5
塑成型 ,并做断面的 电镜扫描。如图4 为
其断面s ,可见 ,表面改 I E图 生唇的 0在 。
1 0 i;扫描 电镜和粒度分布图表明 ,氧 mn 2 化铝经A 1 1 一 表面改 胜后 ,在聚丙烯杈 5 朔旨
1 00
l 1 1 0
一
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中分散均匀 ,团聚现象减少。
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导 电,在一些特定领域已经受到了限制。
放入超声波震荡仪 中震荡 1 ,取出后静置 h
1 。取上层漂浮的氧化铝烘干称重。按下 h
导热塑料由于 良好的绝缘和导热特 性,且 60 ,美国Tem io;热失重分析仪 , 70 hro Ncl 塑料部件可以注塑 ,设计 自由度较大 ,很 T 293 G 0F ,德国耐驰仪器制造有限公司 ;扫 好的满足 了这一要求。 O电阻率高、导 描 电子显微镜 ,JM 6 9L ,日本 电子 : 。 S 一 4 0V 热 l好 ,将其作为填料添加到聚合物中 , l 生
A l 1 解物 自缩聚越严重 ,从而影响了 — 5水
2 . 4表面改 I后 0{ EM 生 的S I
分析
将A 1 l 一 表面改性后的A 5 ] 填充到聚 0
2 (9. 3 6 0) 8f )
氧化铝的表面改f 效果 生 I 。
ht fbo k c t p: o ommo ad C n n Or
3 唐 明明,容敏智 ,马传 嗣等 ,A , l 的表面 o 改性及耥子尺 寸对S R B 导热橡胶性能的影响 合成
2 . 2改性温度的影响
由图2 可知 ,随着改性温度的升高 ,
达 到1 0 i时 ,活化指数达到 l 0 并稳 mn 2 % 0
定。因此 ,最佳改性时间为1 0 i。 2rn a