湿度稳定的亚微米氧化颗粒用于高性能导热复合材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 球形氧化 (MgO) 微粒在聚合物矩阵中提供良好的分散性,但有限的导热增强.
• 微小的MgO颗粒通过增加接触点来提高导热性,但传统方法产生了对水分反应的颗粒.
• 现有的制造方法难以生产微微米MgO颗粒,具有足够的耐湿性,适用于实际应用.

研究的目的:

• 为亚微米MgO粒子开发一种新的自下而上的合成方法.
• 为了在合成的MgO颗粒中实现优越的耐湿性和增强的导热性.
• 为了评估这些颗粒作为热导电聚合物复合材料中的填充剂的性能.

主要方法:

• 通过酸和乙烯糖醇的聚合合成聚合物的前体.
• 使用喷雾干燥来形成前体颗粒.
• 采用了两步热处理,包括氧化和液相烧结,以产生密集的亚微米MgO颗粒.

主要成果:

• 合成的亚微米MgO颗粒表现出极好的耐湿性,只有1.03%的重量变化.
• 将这些颗粒纳入聚二甲基素基质显著提高了热导率,达到6.0W m-1 K-1 在80体积%的填充剂含量下.
• 复合材料的导热率 (6.0 W m-1 K-1) 显著高于没有亚微米MgO的复合材料 (4.4 W m-1 K-1).

结论:

• 成功建立了一种新的,耐湿性亚微米MgO粒子合成方法.
• 这些颗粒显著提高了导热率,并为聚合物复合材料提供电绝缘.
• 开发的MgO颗粒对下一代电子设备的先进热管理充满希望.