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汀润寒芷铁杆木虫 (著名写手)
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最近查阅资料突然有个疑惑，是关于复合材料导热性能方面的，尤其是高分子复合材料。 大家都知道，一般高分子材料是热的不良导体，但是有些使用环境要求高分子材料必须得具有一定的散热能力，于是大家通常是采用向高分子材料中添加导热添加剂来实现。导热添加剂通常就是微晶石墨、碳纳米管、三氧化二铝之类自身热阻小的物质。 那么，我有如下疑问：1.限制添加导热添加剂后得到的高分子复合材料导热系数通常增加并不是特别显著，是否是因为高分子与导热添加剂的界面之间的热阻导致的？ 2.提高高分子与导热添加剂之间的界面强度是否有利于降低界面间的热阻？ 3.两种物质之间热阻相差越大越好，还是相对接近一些好？ |
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汀润寒芷: 金币+5, ★★★★★最佳答案, 谢谢！ 2016-12-21 10:43:22
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1. 添加固定的导热填料之后，聚合物的导热系数并不会提高很多，这主要是由于填料在高分子中均匀分散，填料表面被聚合物分子链所包覆，导致填料与聚合物之间的热阻较大，从而影响导热系数的提升。 2. 提高填料与聚合物界面之间的结合力（例如，in-situ polymerization，利用表面改性剂对填料进行改性等）在一定程度上是可以提高导热系数的，但是提高的程度不会太高。原因主要有a. 改性会破坏填料表面的规整性，导致填料的缺陷增加，降低导热系数。b. 无机填料表面的基团很少，难以对其进行改性。c. 表面改性剂的分子链较长，在填料与聚合物基体热传递的过程中，也会降低热传递的效率。 3. 热在绝缘复合材料中主要是依靠声子进行导热（就是靠晶格不断的震动），在热传递的过程中，由于填料与聚合物之间的振动频率不同，所以会在界面处产生热阻。但不是采用两种导热系数大的材料在一起复合就能得到导热系数较高的复合材料，即使采用同一种材料的粉末在一起成型（例如Ag），其导热系数也比理论值小很多。 制备高导热复合材料需要考虑到很多因素（哪怕是温度和压力），其中包括改善两相想界面之间的关系。 |
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汀润寒芷5楼2016-12-21 08:43:28
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18楼2016-12-27 01:59:22
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【答案】应助回帖
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这个显然是和界面有直接关系的，无论是导电还是散热，都要求功能材料本身的界面要大，这个道理很简单，同样质量比的两种导热材料，如果一个界面是1，而另一个界面是2，那么它们在树脂里的要达到同样的导热效果，界面为1的材料添加20%的话，那么界面2的只要添加12%左右就可以了。 界面越大的材料，越不容易分散，越不易在材料里面形网络结构，界面越大在分散的时候阻力越大，所以要进行表面活化处理，但是表面活化以后会有一层膜包裹在其表面，影响到导热，所以这就要求，该活性剂，既要起到粉体活性，又要和树脂有很好的相融性。在填充粉掺杂到树脂里面之后，形成连续的网络，这样就能充分发挥其导热作用，导电也是同样的道理。  |
27楼2017-06-09 10:10:50
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8楼2016-12-21 09:56:34
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