超細(xì)ZrW-,2-O-,8--AlN-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文采用最新發(fā)現(xiàn)的具有優(yōu)異負(fù)熱膨脹特性的ZrW2Os材料和高導(dǎo)熱AlN材料作為增強(qiáng)相，與E-51型環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合，制備了ZrW2O8/環(huán)氧樹(shù)脂、AlN/環(huán)氧樹(shù)脂和ZrW2O8/AlN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，并對(duì)其力學(xué)性能、熱性能及電性能進(jìn)行了研究。 采用固相分步法合成ZrW208粉體。SEM、XRD及變溫XRD分析表明，ZrW2O8粉體純度高，粒徑介于0.5-1μm之間，在20℃～700℃區(qū)間平均線膨脹系數(shù)為-5.33×10-6/K，

2、具有負(fù)熱膨脹效應(yīng)。 分別加入ZrW2O8粉體和AlN粉體作增強(qiáng)相，ZrW2O8/環(huán)氧樹(shù)脂和AlN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的沖擊韌度和拉伸強(qiáng)度均得到提高，并且線膨脹系數(shù)隨著增強(qiáng)相加入量增大而減小。其中ω(ZrW2O8)：ω(E-51)=16：100，ZrW2O8/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的力學(xué)性能最優(yōu)，沖擊韌度和拉伸強(qiáng)度分別為16.13kJ/m2和55.86Mpa；ω(ZrW2O8)：ω(E-51)=20：100，其線膨脹系數(shù)為3.5971×1

3、0-5/K。當(dāng)ω(AlN)：ω(E-51)=15：100，AlN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最優(yōu)，沖擊韌度和拉伸強(qiáng)度分別為13.47kJ/m2a和50.64MP；ω(AlN)：ω(E-51)=20：100，其線膨脹系數(shù)為3.6336×10-5/K。兩種復(fù)合材料增強(qiáng)相對(duì)洛氏硬度的影響不大。 ZrW2O8/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的玻璃化溫度在124℃～129℃之間，其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗較環(huán)氧固化物均有所降低：ω(ZrW2O8)：ω(E

4、-51)=12：100時(shí)復(fù)合材料吸水率最低。AlN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料在ω(AlN)：ω(E-51)=3：100時(shí)玻璃化溫度最高，為137.4℃；隨AlN加入量增大，復(fù)合材料介電常數(shù)在5.2015～5.7973之間波動(dòng)；相比純環(huán)氧固化物，復(fù)合材料的介質(zhì)損耗大大降低；在玻璃化溫度以下AlN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料具有良好的絕緣性能；ω(AlN)：ω(E-51)=20：100時(shí)，復(fù)合材料吸水率最低。 選取ZrW2O8與AlN最佳總加入量為1

5、5wt％，改變ZrW2O8與AlN的配比，制備ZrW2Os/AlN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。隨著ZrW2O8含量增大及AlN含量減小，復(fù)合材料的沖擊韌度增大，拉伸強(qiáng)度在50-56Mpa之間，線膨脹系數(shù)呈下降趨勢(shì)。ω(ZrW2Os)：ω(AlN)=12：3時(shí)，復(fù)合材料的沖擊韌度和拉伸強(qiáng)度分別為15.44kJ/m2和55.3Mpa，其線膨脹系數(shù)為3.4999×10-55/K，均為最佳性能。隨著ZrW2O8含量增大及AlN含量減小，復(fù)合材料介電常數(shù)