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碳纳米管填充硅橡胶导热性能的实验研究开题报告
一、选题背景及意义
随着电子设备和自动化技术的快速发展，导热材料的研究和应用领域也日益扩大。硅橡胶作为弹性、耐热、防水、耐化学腐蚀的优异材料，被广泛用于电子产品、通信设备、汽车、航空航天等领域。但是，传统硅橡胶的导热性能较差，无法满足目前高速发展的电子技术的需要。因此，如何提高硅橡胶的导热性成为一个研究热点。
碳纳米管是一种由碳原子构成的中空管状结构体，具有良好的导电性和导热性。碳纳米管可以在硅橡胶中填充形成复合材料，从而提高硅橡胶的导热性能。因此，本研究将从理论和实验两个方面，研究碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能，旨在为新型导热材料的开发和应用提供理论依据和实验数据支持。
二、研究目的和内容
本研究旨在探究碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能，并进一步深入分析影响导热性能的关键因素。具体研究内容包括：
1.碳纳米管填充硅橡胶材料的制备方法研究：通过控制填充剂的种类和配比，制备不同含量的碳纳米管填充硅橡胶材料。
2.碳纳米管填充硅橡胶材料的物理性质测试：包括材料的密度、硬度、拉伸性能等物理性质测试，以及对材料导热性能的测试。
3.导热性能的理论分析：利用热传导理论，分析碳纳米管填充硅橡胶材料的导热机制和导热性能的影响因素。
4.实验验证和数据分析：通过实验验证，分析不同填充剂含量对碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能的影响，得出最优的填充剂含量，并验证理论分析的正确性。
三、研究方法及技术路线
1.碳纳米管填充硅橡胶材料的制备方法研究
(1)硅橡胶的制备：将硅橡胶基材料和交联剂混合，经过搅拌和分散，得到基础硅橡胶。
(2)碳纳米管的制备：采用热化学气相沉积法，在高温下制备碳纳米管，并对其进行表征。
(3)碳纳米管填充硅橡胶材料的制备：将碳纳米管加入基础硅橡胶中，经过搅拌、分散、成型、固化等工艺步骤，制备出不同含量的碳纳米管填充硅橡胶材料。
2.碳纳米管填充硅橡胶材料的物理性质测试
(1)密度测试：采用水置换法。
(2)硬度测试：采用HS-D型硬度计。
(3)拉伸性能测试：采用万能材料试验机。
(4)导热性能测试：采用热导率测试仪，测定材料的导热系数。
3.导热性能的理论分析
根据热传导理论，建立碳纳米管填充硅橡胶材料的导热模型，分析不同参数对导热性能的影响。
4.实验验证和数据分析
通过实验验证不同填充剂含量下，碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能，并分析导热性能与填充剂含量的关系，得出最优的填充剂含量。同时，将实验结果与理论分析进行比较，验证理论模型的正确性。
四、预期成果
本研究在理论和实验两个方面，探究碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能，得出以下预期成果：
1.最优的填充剂含量：得出最优的填充剂含量，提高碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能。
2.导热性能的理论模型：建立碳纳米管填充硅橡胶材料的导热模型，分析影响导热性能的关键因素。
3.实验数据：得到不同填充剂含量下的碳纳米管填充硅橡胶材料的物理性质和导热性能数据。
4.研究结论：通过实验数据和理论分析结果，得出碳纳米管填充硅橡胶材料的导热性能改善机理，为新型导热材料的研发和应用提供理论依据和实验数据支持。