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[1]马凯笑,李紫妍,张静茹,等.环氧树脂/氧化铝导热材料的制备及性能研究[J].武汉工程大学学报,2025,47(04):399-404.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202410004]
　MA Kaixiao,LI Ziyan,ZHANG Jingru,et al.Preparation and performance of epoxy resin/aluminium oxide thermal conductive material[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2025,47(04):399-404.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202410004]
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环氧树脂/氧化铝导热材料的制备及性能研究
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
47
期数:
2025年04期
页码:
399-404
栏目:
现代大化工
出版日期:
2025-08-29

文章信息/Info

Title:
Preparation and performance of epoxy resin/aluminium oxide thermal conductive material
文章编号:
1674 - 2869（2025）04 - 0399 - 06
作者:
武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430205, China
关键词:
Keywords:
分类号:
TB332
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202410004
文献标志码:
A
摘要:
为了解决电子设备散热问题，以环氧树脂（EP）为基体，以酚醛树脂（PF）为固化剂，以微米级氧化铝（Al2O3）为无机填料，通过高温固化制备含不同粒径及不同粒径复合的Al2O3填充量（Al2O3质量分数）为80%的EP/Al2O3复合材料。利用扫描电子显微镜表征其微观形貌，运用热重分析仪、导热系数仪、万能试验机和电压击穿试验仪进一步研究Al2O3对复合材料热学、力学和电学的影响。研究表明：EP/Al2O3为非完全脆性断裂。当20 μm的Al2O3与45 μm的Al2O3以1∶1的质量比进行级配时，20 μm的Al2O3不能很好地填充在45 μm的Al2O3的颗粒与颗粒之间的空隙，在提升复合材料综合性能方面，未能起到协同作用。Al2O3的加入降低了复合材料的热稳定性。当Al2O3粒径为20 μm时，复合材料的力学性能最佳，拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量分别为58.81 MPa、9.32 GPa、99.46 MPa和14.36 GPa，较EP复合材料分别提高了75%、861%、20%和571%；复合材料的电压击穿强度最高，为21.69 kV?mm-1，较EP复合材料提高了11%。当Al2O3粒径为45 μm时，复合材料的导热系数最高，为2.98 W?m-1?K-1。
Abstract:
To solve the heat dissipation problem of electronic devices, with epoxy resin (EP) as matrix, phenolic resin (PF) as curing agent, and micron-sized aluminium oxide (Al2O3) as inorganic filler, the EP/Al2O3 composite filled with Al2O3 of different particle sizes and combinations of particles of different sizes at a filling content (mass fraction of Al2O3) of 80% were prepared by high-temperature curing. Its microscopic morphology was characterized using a scanning electron microscope, and the effects of Al2O3 on the thermal, mechanical and electrical properties of the composites were further investigated by using a thermogravimetric analyzer, a thermal conductivity meter, a universal testing machine and a voltage breakdown tester. The EP/Al2O3 composite exhibits incomplete brittle fracture characteristics. When 20 mm Al2O3 and 45 mm Al2O3 are graded in a mass ratio of 1∶1, 20 mm Al2O3 fails to effectively fill the gaps between particles of 45 mm Al2O3, and it does not have a synergistic effect on improving the composite’s comprehensive performance. The addition of Al2O3 reduces the composite’s thermal stability. When the particle size of Al2O3 is 20 mm, the composite’s mechanical properties are optimal, with tensile strength, tensile modulus, flexural strength, and flexural modulus of 58.81 MPa, 9.32 GPa, 99.46 MPa, and 14.36 GPa, respectively, which are 75%, 861%, 20%, and 571% higher than those of the EP composite. The composite’s voltage breakdown strength is the highest, at 21.69 kV?mm-1, which is 11% higher than that of the EP composite. And when the particle size of Al2O3 is 45 mm, the composite’s thermal conductivity is the highest, at 2.98 W?m-1?K-1.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2024-10-13
基金项目：国家自然科学基金（51803157）
作者简介：马凯笑，硕士研究生。Email：1354599285@qq.com
*通信作者：杜飞鹏，博士，教授。Email：hsdfp@163.com
张云飞，博士，副教授。Email：zyf3006@126.com
引文格式：马凯笑，李紫妍，张静茹，等. 环氧树脂/氧化铝导热材料的制备及性能研究［J］. 武汉工程大学学报，2025，47（4）：399-404.
更新日期/Last Update: 2025-08-29