编号：FTJS09667
篇名：利用蔗糖改性氮化硼提高环氧树脂复合材料的导热性能
作者：杨薛明 胡宗杰 王炜晨 刘强 王帅
关键词： 氮化硼 环氧树脂 界面热阻 蔗糖改性 热物性
机构： 华北电力大学动力工程系 河北省低碳高效发电技术重点实验室
摘要： 环氧树脂具有质量较轻、防腐性能和绝缘性能优良等一系列优势,因而被广泛应用于电气装备、高电压绝缘系统和航空航天等诸多领域。但环氧树脂的本征热导率较低,约为0.11~0.19 W/(m·K),如此低的热导率不利于系统及时有效地散热。氮化硼纳米片(BNNS)由于其优良的导热性能和绝缘性能,在高电压绝缘系统中具有广阔的应用前景。然而,BNNS制备流程复杂以及在液体中分散性差是目前限制其广泛应用的主要原因。采用一种简单而有效的蔗糖辅助机械化学剥离(SAMCE)方法来同时实现BNNS的剥离和改性,将蔗糖剥离改性得到的六方氮化硼(h-BN)加入环氧树脂中,添加改性h-BN的质量分数为15%时,复合材料的热导率可以达到0.51 W/(m·K),此时复合材料的热导率是纯环氧树脂材料的3.2倍,导热性能明显提升。为解释改性h-BN提升环氧树脂复合材料导热性能的机理,根据有效介质近似(EMA)理论模型反推计算得到改性前后h-BN/环氧树脂复合材料中填料颗粒与基质之间的界面热阻值,计算得到h-BN/环氧树脂复合材料的界面热阻为2.44×10-6m2·K/W,改性h-BN/环氧树脂复合材料的界面热阻为4.73×10-7m2·K/W,改性后的h-BN/环氧树脂复合材料的界面热阻值约为改性前的1/5。
