高导热绝缘复合材料的研究.pdf

总第150期舰船电子工程Vol.25No.6

2005年第6期ShipElectronicEngineering36

高导热绝缘复合材料的研究X

张志龙1)吴昊2)景录如1)
(中国地质大学材料科学与化学工程学院1)武汉430074)
(华东交通大学信息工程学院2)南昌330013)

摘要:综述了高导热绝缘复合材料的导热机理和常用的导热理论模型,介绍了基体材料和填料的研究进展,复合技
术的进展及其在电子、电机行业的应用前景。
关键词:高导热;绝缘;复合材料;应用
中图分类号:TQ330

StudyoftheHighThermalConductivityandElectricalInsulationComposite

ZhangZhilong1)WuHao2)JingLuru1)
(CollegeofMaterialScienceandChemicalEngineering,CUG1),Wuhan430074)
(SchoolofInformationEngineering,EastChinaJiaotongUniversity2),Nanchang330013)

Abstract:Theheatconductionmechanismandnormallyusedtheoreticalmodelsofhighthermalconductingandelectricalinsu2
latingcompositearesummarizedinthepaper.Theprogressinthepolymermaterial,fillerandthefabricatedtechniquesisintro2
duced,otherwise,theprospectofsuchmaterialsappliedinelectronicfieldandelectromotorispresentedandpredicted
Keywords:highthermalconductivity,electricalinsulationcomposite,application.
Classnumber:TQ330

随着高分子材料在各行业应用的日渐普及,人载荷者是声子。
们对其综合性能的要求不断提高。在当代电子信如何利用各种手段以使体系中的导热网络最
息技术革命的浪潮中,电子电气材料领域急需导热大程度上形成而达到有效的热传导,获得高导热
绝缘材料来散发集成电路中产生的大量的热,使电性体系,许多研究者曾提出各种模型对不同形状填
子元件在合适的温度下稳定工作,延长使用寿命。料(粉末,粒子,纤维等)填充的导热材料的导热率
导热绝缘材料用于电机行业时,可有效地降低电机进行预测。如Maxwell、Bruggeman、Eucken、
绕组的温升,减小电机体积并增大功率输出[1-3]。Nielsen和Cheng-Vochen的两相模型理论,以及
到目前为止,还没有一种高分子材料同时具有导热其它的一些模型理论如Russell、Jefferso和Peter2
性和绝缘性,国内外的研究都集中于将某种导热绝son等。Sundstron.D.W将以上某些理论模型与
缘的无机填料掺杂到具有特定要求的高分子材料实验结果相比较,发现它们有不同的偏差,如:
中,得到高导热绝缘复合材料。本文将论述影响复Bruggeman和Cheng-Vochen的理论有4.5%的
合材料导热和绝缘的因素,并介绍国内外的理论和偏差,Maxwell则有10.6%的偏差,Peterson有
应用研究状况。10.8%的偏差[4-7]。
以上理论所讨论的填充量一般集中在0～
1高导热绝缘复合材料导热机理及
10vol%(低填充)或10%～30vol%(中等填充),A2
理论模型gari.Y等[8]提出了一种新模型,对高填充以及超
热传导过程采取扩散形式。固体中,热能的载高填充的导热材料进行了研究。Agari.Y提出的
荷者包括电子,声子(点阵波)和光子(电磁辐射)大新理论模型认为,在那些填充的聚合物体系中,若
多数聚合物,都是饱和体系,无自由电子,所以热能所有填充粒子聚集形成的传导块与聚合物传导块

X收稿日期:2005年3月21日,修回日期:2005年4月13日
2005年第6期舰船电子工程73

在热流方向上是成行的,则复合材料导热率最高;亚胺所含的极性基团多,且较易极化,其导热系数
若是成列的,则复合材料的导热率为最低,由于考为0.37W/(m·k),在有机薄膜中最高。聚四氟乙
虑了粒子的影响因素,并假定分散状态是均匀的,烯无极性,其导热性就差,为0.25W/(m·k)。Luc
得到了理论等式:Langer,DenisBillaud[13]等研究了拉伸和退火PPS

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