硅酸钠基h-BN复合导热胶的制备与性能表征

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随着电子产品微型化和功率密度的不断提高,散热成为影响其性能和可靠性的重要因素。本文设计制备了以微米级别六方BN为导热填料、模数为3.2的硅酸钠为基体的导热胶,并通过调节硅酸钠基体的浓度将BN的添加量提高到70wt%以上。本文通过SEM、FTIR及DTA等测试技术对硅酸钠基h-BN复合导热胶的成分、固化工艺等进行了分析。使用激光脉冲闪射法测定了不同组分硅酸钠基h-BN复合导热胶的导热系数并分析了BN含量、BN尺寸、BN水解及压力对其导热性能的影响。测定了不同BN含量硅酸钠基h-BN复合导热胶在干燥环境下和70%相对湿度下的粘接强度和击穿强度。实验结果表明硅酸钠基体与BN颗粒之间具有良好的结合特性,可以得到混合均匀稳定的导热胶。硅酸钠基h-BN复合导热胶的导热系数随BN尺寸的增加而提高,制备过程中进行加热由于BN发生水解会使导热胶导热系数略微提高。实验表明当BN含量超过30wt%时由于发生渗流效应BN颗粒之间相互搭接形成导热通路,硅酸钠基h-BN复合导热胶的导热系数随BN含量的增加迅速提高,BN含量为70wt%时其导热系数可以达到9W/m·K。适当含量的BN可以极大的提高硅酸钠基h-BN复合导热胶的粘接强度,BN含量为50wt%的导热胶干燥条件下粘接强度可以达到40MPa以上。硅酸钠基h-BN复合导热胶的击穿属于热击穿,其击穿强度随胶层厚度的增加而降低;随BN含量的增加,导热胶的击穿强度提高,BN含量为70wt%的导热胶干燥样品击穿强度可以达到3kV/mm。综上,硅酸钠基h-BN复合导热胶具有优异的导热性能、粘接强度和绝缘性能,具有广阔的应用前景。
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