【摘 要】
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随着科学技术的飞速进步,电子设备朝着高频、高速和高度集成化的方向发展。制备具有高导热系数（TC）、优异的机械强度、低热膨胀系数（CTE）和低介电常数的新型材料一直是科研工作者研究的重点。聚合物具有成本低廉、易于加工、介电常数低和绝缘等优点,成为制作基板的理想材料。高热导率无机填料的添加,能够适当提高聚合物基复合材料的热导率,提高散热效率。近些年,基于相变材料（PCMs）的被动散热模式被开发出来,为
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随着科学技术的飞速进步,电子设备朝着高频、高速和高度集成化的方向发展。制备具有高导热系数（TC）、优异的机械强度、低热膨胀系数（CTE）和低介电常数的新型材料一直是科研工作者研究的重点。聚合物具有成本低廉、易于加工、介电常数低和绝缘等优点,成为制作基板的理想材料。高热导率无机填料的添加,能够适当提高聚合物基复合材料的热导率,提高散热效率。近些年,基于相变材料（PCMs）的被动散热模式被开发出来,为电子设备的有效散热提供了另一种可行的思路,然而常见的固-液PCMs存在易泄露和热导率低的缺点。本文采用聚氨酯泡沫浸渍法配合高温烧结技术制备了具有不同孔隙率的Al2O3网状多孔陶瓷（RPCs）。通过控制不同添加剂的含量,探究出最佳的陶瓷浆料体系。利用真空浸渍法在环氧树脂（EP）基体中引入网状多孔陶瓷和四针状氧化锌晶须,高温固化后形成具有网络热导通道的聚合物基复合材料。为了进一步达到控温的目的,本文还将聚乙二醇（PEG）相变材料通过与环氧树脂熔融共混制成形状稳定相变材料（FS-PCM）,并利用上述网状多孔陶瓷解决了其热导率低的问题。聚乙二醇的引入使得材料在升温过程中可以吸收大量热量,从而达到温度控制的目的。本文还创新性地在RPCs表面包覆一层BN浆料制成BN@RPCs双层网络结构,从而保证相变材料的体积含量并进一步提高热导率。为了降低复合材料的介电常数,本文将中空玻璃微珠制成的多孔骨架引入聚合物基体中制备泡沫复合材料。结果表明:（1）通过调配去离子水、Al2O3和添加剂的含量可以制得最优的浆料体系。添加有0.1 wt.%的聚羧酸和0.2 wt.%的羟甲基纤维素的浆料具有最优的流变性能;（2）添加11.7 vol.%的RPCs后,环氧基导热复合材料的热导率达到了1.598 W/m·K,热膨胀系数从211×10-6 K-1降低到58×10-6 K-1。RPCs的加入对材料的抗弯强度影响不大,但抗弯模量从0.37 Gpa增加到1.78 Gpa。在二元复合体系中加入四针状氧化锌晶须后热导率和热膨胀系数又进一步提升,但是填料的加入在一定程度上提高了材料的介电常数;（3）环氧树脂作为支撑材料,使得固-液PCMs转变为固-固PCMs,有效解决了聚乙二醇的泄露问题。网状多孔陶瓷的加入解决了其低热导率的问题。红外光谱分析（FTIR）表明环氧树脂和聚乙二醇之间未发生化学反应,只是单纯的物理交联。在聚乙二醇中添加40 vol.%的环氧支撑材料后,复合基体的相变温度几乎没有变化,但相变焓明显降低,由221.9 J/g下降到88.81 J/g;（4）中空玻璃微珠骨架在基体中的含量可高达60 vol.%以上且泡沫复合材料的介电常数均控制在3.0以下。
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