編號：CYYJ043554
篇名：氮化硅晶須骨架增強環(huán)氧復合材料導熱與介電性能
作者：劉大猷 黃彥卓 劉懷東 楊航 金海云
關鍵詞： 環(huán)氧復合材料 氮化硅晶須骨架 熱性能 介電性能
機構： 電力設備電氣絕緣國家重點實驗室（西安交通大學）
摘要： 含有高導熱系數(shù)的環(huán)氧樹脂復合材料在電子封裝和電氣設備領域具有廣泛的應用前景,但復合材料導熱性能的提升往往伴隨介電性能的劣化。該文旨在解決環(huán)氧復合材料熱性能與介電性能之間的矛盾。以氮化硅晶須(Si3N4w)和氣相二氧化硅(SiO2)為原料,通過改進后的聚苯乙烯(polystyrene,PS)模板法制備得到堅固、多孔且絕緣的Si3N4w骨架,在真空浸漬后得到環(huán)氧復合材料并研究其熱性能。同時,在不同電場強度(103~106 V/m)與溫度范圍下系統(tǒng)研究復合材料的介電性能。結果表明,含有Si3N4w骨架的復合材料在7.80%的低填料負載下獲得1.05 W/(m·K)的導熱系數(shù),相比純環(huán)氧提升525%。得益于絕緣骨架,復合材料在120℃以下保持介電常數(shù)低于5.5、損耗角正切低于0.05,表現(xiàn)出優(yōu)良的介電性能。結果表明,復合材料介電常數(shù)與損耗角正切隨電場強度的上升而有小幅度上升,這源于電場強度增大時材料極化增強;同時,兩者均隨溫度上升而增加,并在玻璃化轉變溫度附近出現(xiàn)躍升,其絕緣性能失效。該文結果可為解決環(huán)氧復合材料熱性能與介電性能的矛盾提供新的思路。
