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ZnOw/桐马—环氧树脂高导热云母带粘合剂的制备与性能研究

作　者: 杨旭
导　师: 刘立柱
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 氧化锌晶须 云母带 高导热
分类号: TQ430
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


作为高压电机的主绝缘材料，云母带的性能决定着电机运转的稳定性，随着电机容量的增大，对云母带的导热性能、机械性能都有了更高的要求。本文采用传统的桐马-环氧树脂体系云母带粘合剂作为原始胶液，以氧化锌晶须（ZnOw）为主要填料，配合以纳米氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）对其进行掺杂，以实现云母带性能的改善，并对ZnOw的表面活化处理方法、掺杂后云母带性能的变化规律进行研究。研究了ZnOw表面活化处理方法，实验结果表明，最佳活化处理方法是采用KH570，用量为2wt%；制备了ZnOw单独掺杂的云母胶，分析了不同掺杂量下云母带的导热性能、机械性能、绝缘性能变化规律，实验结果表明最佳的掺杂量为10vol%，此时云母带的性能指标：导热系数为0.29W/m·K，横向弯曲强度为248MPa，纵向弯曲强度为256MPa，介电强度为41.68MV/m，体积电阻率为4.19×1013·m；研究了Al2O3及BN分别与ZnOw复配掺杂云母带粘合剂，分析掺杂比例及其它因素对得到云母胶性能的影响规律，最终得到两种导热性能优异的复配方案：方案一为ZnOw与Al2O3体积分数比为1:4，总掺杂量为20vol%，分散转速为2500r/min时，导热系数为0.256W/m·K，并且有较高的弯曲强度；方案二为ZnOw与BN体积分数比为1:2，总掺杂量为20vol%，分散转速为2500r/min时，导热系数为0.256W/m·K；研究了ZnOw掺杂云母胶导热系数适用模型，通过将实验数据与理论计算数据对比，在Maxwell模型的基础上进行修正，可以得到能与实际数据相接近的预测方法。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 云母带简介  10-13
    1.2.1 云母带  10-11
    1.2.2 云母带用粘合剂  11
    1.2.3 粘合剂改性  11-12
    1.2.4 导热填料简介  12-13
  1.3 高导热云母带粘合剂国内外研究现状  13-15
    1.3.1 国外研究现状  13-14
    1.3.2 国内研究现状  14-15
  1.4 课题来源与主要研究内容  15-16
    1.4.1 课题来源  15
    1.4.2 主要研究内容  15-16
第2章 实验部分  16-23
  2.1 高导热云母带粘合剂的制备  16-20
    2.1.1 云母胶合成方法  16
    2.1.2 高导热云母胶制备工艺  16-18
    2.1.3 粘合剂的固化及云母带层压板的制备  18-20
  2.2 测试试样的制备  20-21
    2.2.1 导热试样的制备  20
    2.2.2 电气性能试样的制备  20
    2.2.3 弯曲强度试样的制备  20
    2.2.4 冲击强度试样的制备  20-21
    2.2.5 SEM断面扫描试样的制备  21
  2.3 测试方法  21-22
    2.3.1 导热系数测定  21
    2.3.2 相对介电常数和介质损耗因数测定  21
    2.3.3 体积电阻率测定  21
    2.3.4 绝缘强度测定  21-22
    2.3.5 弯曲强度测试  22
    2.3.6 冲击强度测试  22
    2.3.7 红外光谱分析  22
    2.3.8 扫描电镜分析  22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 实验结果与分析  23-41
  3.1 桐马酸酐-环氧树脂云母胶配方改进  23-25
    3.1.1 酸酐用量对云母胶性能影响  23-24
    3.1.2 改变酸酐用量前后胶液红外对比  24-25
  3.2 ZnOw的表面活化处理研究  25-27
    3.2.1 ZnOw是否活化处理对云母胶导热系数的影响  25-26
    3.2.2 ZnOw的表面活化处理方法  26-27
  3.3 ZnOw单独掺杂云母带粘合剂的研究  27-31
    3.3.1 ZnOw掺杂量对云母带导热系数的影响  27-28
    3.3.2 ZnOw掺杂量对云母带机械性能的影响  28-29
    3.3.3 ZnOw掺杂量对云母带绝缘性能的影响  29-31
  3.4 ZnOw与其它高导热粉体二元复配掺杂云母胶的研究  31-35
    3.4.1 ZnOw与纳米Al_2O_3复配掺杂云母胶  31-34
    3.4.2 ZnOw与微米BN复配掺杂云母胶  34-35
  3.5 氧化锌晶须掺杂环氧树脂适用导热模型讨论  35-40
    3.5.1 “海岛-网络”模型  35-36
    3.5.2 逾渗理论模型  36-38
    3.5.3 Maxwell导热模型  38-40
  3.6 本章小结  40-41
结论  41-42
参考文献  42-46
攻读硕士学位期间发表的学术论文  46-47
致谢  47

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 胶粘剂工业 > 一般性问题
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