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隨著電子器件密度增加和快速集成電路的要求，對微電子封裝材料的散熱變得越來越重要。事實上，不能充分地把熱量從芯片上移除已經制約了工程領域許多新產品的設計，高分子導熱復合材料由于其高絕緣性，可加工設計度高，耐腐蝕等優點而在散熱材料領域得到了廣泛的應用，用高導熱無機填料填充高分子是解決材料散熱問題的一種經濟**的方法。氮化鋁AIN）是一種高導熱的無機填料，研究AIN填充聚乙烯PE)導熱絕緣復合材料的熱導率達到了2.01 W/ m· K)。研究了AlN的填充量、聚苯乙烯PS）粒子的大小、溫度等對AlN/PS體系的熱導率的影響。尼龍6PA6）是五大工程材料之一，綜合性能優良，PA6的強極性使得它與填料之間結合較好，并且它具有較低的熔體黏度及自潤滑作用，可以制備高填充復合材料。本文利用AIN的高導熱性能，通過對填料的偶聯劑改性，AIN含量以及AlN的粒徑大小的研究來制備出綜合性能良好的導熱復合材料。

試樣制備

將KH550用乙醇稀釋KH550和乙醇體積比1 : 2）后與AlN在高速混合機中共混10~15 min進行填料改性處理，PA6放在電熱鼓風干燥箱，設定溫度為100 ℃，干燥8 h，將干燥后的PA6與改性過的氮化鋁填料高速混合之后進行擠出造粒，擠出造粒工序中，三螺桿擠出機主螺桿轉速設置為40 r/min，喂料螺桿轉速設置為7 r/min，采用水冷切粒的方式制備注塑母料，將切粒母料置于烘箱中80℃環境下干燥8 h，用于動態注射成型制備力學樣條，利用平板硫化機熱壓成型制備導熱樣條。

AIN含量對復合材料導熱性能的影響

導熱填料含量是影響高分子導熱復合材料的一項重要數據，圖1為AlN粒徑為3 um，偶聯劑含量為1 %，不同AlN含量的復合材料的導熱數據。從曲線圖1可以看出，隨著AlN含量的不斷增加，復合材料的導熱系數也呈現不斷上升的趨勢，當AIN含量從50%增加到60%時，熱導率有一個較大程度的提高，熱導率是PA6的4.97倍。這是因為在導熱填料含量比較低時，填料在基體中的分散處于一種海-島的結構，填料彼此之間的距離很大，不能相互接觸形成良好的導熱網鏈，隨著含量的增加，填料之間的間隙變小，當達到一定的臨界含量，這個臨界含量就是“滲濾”閾值，導熱填料達到“滲濾”閾值之后，填料之間彼此接觸，填料粒子相互接觸的幾率和數量大大增加，形成大規模的導熱網鏈，導致熱導率的迅速上升，此時繼續增加導熱填料含量，熱導率增加趨勢變緩。

圖1 AlN含量對復合材料導熱性能的影響

偶聯劑含量對復合材料力學性能的影響

圖2所示為復合材料力學性能隨偶聯劑含量的變化圖，可以發現AIN/PA6的拉伸強度和彎曲強度的變化趨勢大致相同，偶聯劑的加入改善了填料和基體的相容性，偶聯劑既含有與填料起化學作用的官能團，又有與基體起作用的官能團，當偶聯劑在填料表面形成單分子層時，界面的黏結效果更好，起到增強作用，當偶聯劑含量繼續增加時，多余的偶聯劑分子會進入基體之中，破壞界面之間良好的浸潤性，拉伸強度和彎曲強度都隨之下降。沖擊強度在偶聯劑含量為2%時，達到7.1 kJ/m2，比沒處理的AIN/PA6復合材料的沖擊強度還小，因為偶聯劑造成的界面間偶聯劑分子的堆積產生了薄弱點，起不到增強作用，反而使得復合材料的強度下降。

圖2偶聯劑含量對復合材料力學性能的影響

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