导热吸波双功能粉体改性设计研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.003

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (6): 19-24.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.003

导热吸波双功能粉体改性设计研究

高玮¹(), 熊昌义¹, 韩飞¹, 孔泥早², 颜渊巍¹()

^1.株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲 412007
^2.湖南大学先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室，长沙 410082

收稿日期:2023-10-24 出版日期:2024-06-26 发布日期:2024-06-20
通讯作者: 颜渊巍，yanyw@csrzic.com
E-mail:gaowei01011213@163.com;yanyw@csrzic.com
作者简介:高玮（1990-），女，硕士研究生，主要从事有机硅导热材料研究，gaowei01011213@163.com
基金资助:
湖南创新型省份建设专项项目(2022GK2034)

Study on modification and design of thermal conductive and microwave absorbing dual⁃functional powders

GAO Wei¹(), XIONG Changyi¹, HAN Fei¹, KONG Nizao², YAN Yuanwei¹()

^1.Zhuzhou Times New Materials Technology Co，Ltd，Zhuzhou 412007，China
^2.Hunan Province Key Laboratory for Advanced Carbon Materials and Applied Technology，Hunan University，Changsha 410082，China

Received:2023-10-24 Online:2024-06-26 Published:2024-06-20
Contact: YAN Yuanwei E-mail:gaowei01011213@163.com;yanyw@csrzic.com

摘要/Abstract

摘要：

以氧化铝（Al₂O₃）为导热粉体，铁硅铝（FeSiAl）为吸波粉体，采用十二烷基三乙氧基硅氧烷（C12）为粉体表面改性剂，设计不同配比及粒径的导热吸波双功能粉体，填充于硅油体系制备导热吸波垫片，开发出导热吸波双功能一体化材料。结果表明，C12对Al₂O₃、FeSiAl均具有良好的亲油改性效果；当Al₂O₃∶FeSiAl质量比为20∶80时，导热吸波垫片的导热系数最高可达到5.92 W/m·K，并在4.8~6.5 GHz区间拥有良好的吸波能力，在保证高导热的前提下，赋予复合材料优异吸波能力；此外，所制试样易于压缩，在50 psi压缩应力条件下即可达到50 %压缩形变，便于实际装配应用。

关键词: 导热, 吸波, 改性, 压缩

Abstract:

A type of thermal conductive and microwave absorbing dual⁃functional powders were designed with different ratios and particle sizes using aluminum oxide （Al₂O₃） as thermal conductivity powders， sendust （FeSiAl） as microwave absorbing powders， and dodecyltriethoxysilane （C12） as a modifier. The resultant dual⁃functional powders were filled in a silicone oil to prepare a thermal conductive and microwave absorbing pad， thus developing a series of thermal conductivity absorbing dual⁃function integrated materials. The results indicated that C12 generated a good lipophilic modification effect on Al₂O₃ and FeSiAl. The thermal conductive and microwave absorbing pad showed a thermal conductivity of 5.92 W/（m·K） at a Al₂O₃/FeSiAl mass ratio of 20∶80， exhibiting a good absorbing capability in the frequency range of 4.8~6.5 GHz. Ensuring a high thermal conductivity， the as⁃prepared powders were endowed with a wave⁃absorbing capability. Meanwhile， it is easy for the powders to be compressed and convenient for practical assembly applications， and their 50⁃psi compression stress reached a compression strain of 50 %.

Key words: thermal conductivity, microwave absorbing, modification, compression

中图分类号:

TQ324.8

高玮, 熊昌义, 韩飞, 孔泥早, 颜渊巍. 导热吸波双功能粉体改性设计研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 19-24.

GAO Wei, XIONG Changyi, HAN Fei, KONG Nizao, YAN Yuanwei. Study on modification and design of thermal conductive and microwave absorbing dual⁃functional powders[J]. China Plastics, 2024, 38(6): 19-24.

图/表 11

图1 粉体改性前后的红外光谱

Fig.1 IR of unmodified and modified powder

图2 粉体改性前后外观及与硅油混合效果图

Fig.2 Appearance and mixing effection with silicone oil of unmodified and modified powder

试样序号	导热吸波粉体质量比Al₂O₃∶FeSiAl	Al₂O₃粒径配比	FeSiAl粒径配比
试样序号	导热吸波粉体质量比Al₂O₃∶FeSiAl	w（75 μm）∶w（5 μm）∶w（0.8 μm）	w（50 μm）∶w（26 μm）
S1	32∶68	1∶0∶0	1∶0
S2		0∶0∶1	1∶0
S3		3∶2∶1	1∶0
S4		1∶2∶3	1∶0
S5		1∶2∶4	1∶0
S6		1∶2∶5	1∶0
S7	20∶80	1∶2∶3	1∶0
S8		1∶2∶3	1∶1
S9		1∶2∶3	1∶3

表1 试验配方表

Tab.1 Test formula

图3 S1~S9配方试样导热系数测试结果

Fig.3 The thermal conductivity test results of S1~S9 samples

图4 S1、S2、S3、S4、S9样品粉体粒度分布曲线及SEM照片

Fig.4 Powder size distribution curves and SEM of S1、S2、S3、S4 and S9

图5 S1、S2、S3、S4、S9样品的SEM照片

Fig.5 SEM of S1、S2、S3、S4 and S9

图6 导热吸波粉体设计原理图

Fig 6 Design principle diagram of the thermally conductive and microwave absorbing powders

图7 S1、S2、S3、S4、S9样品的TG测试曲线

Fig.7 TG curves of S1、S2、S3、S4 and S9

图8 S9试样的电磁参数图

Fig.8 The electromagnetic parameter diagrams of S9

图9 S9试样的反射损耗图

Fig.9 The reflection loss diagrams of S9

图10 S9试样的压缩应力⁃应变测试

Fig.10 The compressive stress⁃strain curve of S9

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Study on modification and design of thermal conductive and microwave absorbing dual⁃functional powders

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