散熱器用石墨基復(fù)合材料的研究.pdf

1、石墨材料具有密度小，熱導(dǎo)率高等特點(diǎn)，用于散熱器材料，特別符合電子設(shè)備輕量化，便攜式的發(fā)展要求。在國(guó)外，已經(jīng)有公司生產(chǎn)了石墨散熱器，現(xiàn)有的石墨散熱器只是將石墨加工成片狀，組裝在金屬底座上，原因是石墨材料強(qiáng)度低，韌性差，難以直接成形復(fù)雜形狀，這樣大大限制了石墨材料作為散熱器材料的應(yīng)用。
　　 本文圍繞提高石墨材料力學(xué)、導(dǎo)熱性能展開(kāi)了研究。采用熔融攪拌法，研究了不同粘接劑材料對(duì)石墨粉末的潤(rùn)濕性能，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂、中溫瀝青及改性瀝青對(duì)石墨

2、粉末的潤(rùn)濕性能較好，但是環(huán)氧樹(shù)脂在碳化過(guò)程中會(huì)形成玻璃炭結(jié)構(gòu)，對(duì)石墨基復(fù)合力學(xué)性能和熱導(dǎo)率是不利的，故不選用環(huán)氧樹(shù)脂作為粘接劑；通過(guò)熱失重分析，得到改性瀝青的殘?zhí)悸矢哂谥袦貫r青，而殘?zhí)悸矢哂欣谔岣卟牧系牧W(xué)性能和導(dǎo)熱性能，故選擇改性瀝青作為粘接劑。通過(guò)選用不同粒度的石墨粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在粘接劑含量一定(20wt.%)時(shí)，石墨粉末的粒度的最佳值為D50=18.1μm，使得材料的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能較優(yōu)；通過(guò)改變粘接劑含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研

3、究得到石墨基復(fù)合材料抗彎強(qiáng)度和熱導(dǎo)率都是隨著粘接劑含量的增加先增加后減小，在粘接劑含量為30wt.%時(shí)，抗彎強(qiáng)度和熱導(dǎo)率分別為10.65MPa和10.789W m-1K-1。針對(duì)石墨材料強(qiáng)度低，脆性大的弱點(diǎn)，本文采用了短切碳纖維進(jìn)行增強(qiáng)研究。研究了碳纖維進(jìn)行表面液相氧化處理和碳纖維含量對(duì)復(fù)合材料性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：液相氧化后，能提高碳纖維與基體的粘結(jié)能力，從而提高復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度；隨著碳纖維含量的增加，復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和熱導(dǎo)率