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摘要当代电子科技的迅猛发展对电子元件的发展提出了新的要求，要求电子元件的质量、体积越来越小，但是其功能却越来越丰富。如何将电子元件所产生的热量转移并且散发出去是电子技术继续发展的重要难题。传统的传热材料显然已经不能满足需要，越来越多的研究者将目光聚集在热界面复合材料上，因为热界面复合材料的导热率高，膨胀系数低，并且热界面复合材料的力学强度也很好。本文以环氧树脂为基础材料，在其中分别单独添加石墨烯、石墨、纳米铜粉和镍粉形成导热复合材料，研究了环氧树脂中填料含量以及填料物性对复合材料导热性能的影响。研究表明：当填料质量分数增大的时候，复合材料的导热系数也逐渐变大，并且不同填料种类的复合材料的导热性能也有很大的差距。相同质量分数的情况下，石墨烯纳米微片复合物的导热性能最好，当质量分数为5%时，石墨烯纳米微片复合物的导热率是 0.986W⁄(m∙K)，是环氧树脂导热率的 5.4倍。 30948
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毕业论文关键词 热界面材料 填料 导热性能 石墨烯
Title Experimental Investigation of Graphene Thermal Interface Materials
Abstrat In this paper epoxy resin is used as matrix material and added with graphene nanoplatelets, graphene, copper nanoparticle and nickel powder to make composites. What kind of influence filler content and filler property exert on the thermal conductivity of composites is studied in this paper.As the results show, the thermal conductivity of composites increases as the filler content going up ,besides different filler property has pretty different impact on the thermal conductivity. Composites with graphene nanoplatelets have the best thermal conductivity at the same filler content compared with other composites.When the mass fraction of graphene nanoplatelets is only 5%,the thermal conductivity of the composite has surged to 0.986W⁄(m∙K),which is 5.4 times the original thermal conductivity of epoxy resin. Rapid development of electronic technology brings new challenges to electronic components, which should have various functions but have little quality and volume.It is an important and difficult question which involves the continuous development of electronic technology to transfer the heat generated by electronic components. More scholars set their eyes on thermal interface composite which has high thermal conductivity ,low expansion coefficient and great mechanical strength as traditional materials could not meet the requirement of new development.
Keywords thermal interface material，filler，thermal conductivity，graphene
目次
1绪论„1
1.1研究背景1
1.2国内外研究现状„2
1.3本文的研究内容„5
2实验部分6
2.1石墨烯纳米微片/环氧树脂复合材料中填料含量对导热性能影响的研究„6
2.2不同填料对复合材料导热性能影响的研究„13
3误差分析„18
结论19
致谢20
参考文献21
1.绪论 1.1 研究背景 现代电子技术的蓬勃发展为世界带来了日新月异的变化，我们的多种多样的电子设备和在集成电路中的电子元器件都在朝着质量少、体积小、功能大的方向发展。电子设备的内部的密度变大，但是却要执行更多的操作，必定会使电子元件和设备的发热速度加快。如果电子元件产生的热量不能及时转移或者散发出去，那么设备的温度就会快速上升，影响设备正常工作，使元件的寿命降低甚至出现危险情况。因此，如何将电子元件和设备内部产生的热量及时转移并散发出去、保持设备稳定的工作温度是伴随电子技术发展的一个亟待解决的重大问题。在电子设备内部，一般都有散热片，然后利用风冷、水冷等手段将散热片中的热量散发出去，但是热量从电子元件传到散热片却是通过固固导热的方式实现的，因此增强固固传热才是为电子元件散热的关键。固体与固体之间不平坦的接触面导致两接触面之间有很多狭小的空隙，就算在两固体两端施加再大的压力也无法消除。空隙之间是隔热性能很好的空气，其导热系数只有 0.02W⁄(m∙K)，所以热量很难从两固体之间传递过去。所以应想办法用导热性能好的接触材料填充进两固体之间的狭小缝隙中，从而降低两凹凸不平接触面之间的接触热阻。在不平整的接触面之间加入复合材料后，能有效减小接触热阻，此时形成的接触热阻分为两部分：容积热阻（the bulkresistance- ）和边界热阻（the boundary resistance- ）。容积热阻形成与材料自身的厚度
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