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上篇 导热聚合物理论及研究进展1

第1章 物质导热的物理基础1

1.1导热基本概念和定律1

1.1.1温度场和温度梯度1

1.1.2傅立叶定律2

1.2气体4

1.3液体导热性能5

1.3.1有机液体5

1.3.2混和液体5

1.4固体导热性能5

1.4.1金属6

1.4.2无机非金属8

1.5无机固体物质热导率的理论计算15

1.6影响无机非金属热导率的因素17

1.6.1化学因素17

1.6.2物理因素17

1.7碳材料21

1.8高分子材料23

1.8.1聚合物热导率估算24

1.8.2聚合物热导率与温度关系25

1.8.3热导率与交联程度、辐射剂量和流体静压力之间的关系27

1.8.4分子结构参数对热导率的影响27

1.9导热高分子材料发展需求28

1.10导热高分子材料应用30

1.10.1微电子方面应用30

1.10.2电机及其相关领域应用32

1.10.3 LED照明方面应用32

1.10.4换热设备中的应用33

1.10.5航空、航天、军事领域的应用33

1.11本章小结34

参考文献34

第2章 热导率测试方法及装置36

2.1热导率测试方法发展概述36

2.2测试方法分类及标准样品36

2.3稳态法38

2.3.1纵向热流法39

2.3.2径向热流法39

2.3.3直接通电法40

2.3.4典型稳态热流法原理及测试仪器40

2.4非稳态法45

2.4.1激光法46

2.4.2 TPS法49

2.5高分子材料导热性能测试53

2.6本章小结54

参考文献55

第3章 导热粒子性能及表面改性58

3.1前言58

3.2金属填料粒子58

3.2.1银58

3.2.2铜60

3.2.3铝61

3.2.4铁63

3.2.5锌64

3.2.6镍64

3.3碳材料65

3.3.1碳黑66

3.3.2石墨67

3.3.3碳纤维68

3.3.4碳纳米管69

3.3.5石墨烯70

3.4无机导热粒子72

3.4.1氧化铝72

3.4.2氮化铝73

3.4.3氮化硅81

3.4.4氮化硼82

3.4.5碳化硅87

3.4.6氧化镁88

3.4.7氧化锌89

3.4.8氧化硅90

3.4.9其他导热填料91

3.5导热粒子表面改性处理91

3.5.1表面改性重要性91

3.5.2导热粒子改性方法及原理92

3.6本章小结94

参考文献94

第4章 本征型导热高分子材料97

4.1本征导热高分子及导热机理研究97

4.2热塑性本征导热高分子材料研究98

4.2.1取向对热塑性聚合物热导率影响98

4.2.2本征热塑性导热聚合物研究进展100

4.3本征热固性导热高分子材料研究104

4.4本章小结109

参考文献110

第5章 导体粒子/聚合物导热材料112

5.1前言112

5.2金属粒子/聚合物体系112

5.2.1 Ag/聚合物体系112

5.2.2 Cu/聚合物体系115

5.2.3 Al/聚合物体系117

5.2.4其他金属/聚合物体系122

5.3碳材料/聚合物体系123

5.3.1碳纳米管/聚合物体系123

5.3.2石墨/聚合物体系136

5.3.3石墨烯/聚合物纳米体系139

5.3.4碳纤维/聚合物体系156

5.3.5碳黑/聚合物体系157

5.4本章小结159

参考文献159

第6章 导热绝缘高分子复合材料167

6.1导热绝缘聚合物167

6.2导热绝缘塑料研究进展168

6.2.1氮化铝/聚合物复合塑料168

6.2.2氮化硼/聚合物复合塑料173

6.2.3氮化硅/聚合物复合塑料184

6.2.4氧化铝/聚合物复合塑料187

6.2.5其他氧化物/聚合物复合塑料192

6.2.6碳化硅/聚合物复合塑料193

6.2.7其他导热粒子/聚合物复合塑料196

6.3导热绝缘橡胶研究进展197

6.3.1弹性热界面材料开发背景197

6.3.2界面热阻分析199

6.3.3导热绝缘橡胶研究201

6.4导热绝缘聚合物涂层208

6.5本章小结209

参考文献209

第7章 导热聚合物制备及改善热导率途径219

7.1本征导热聚合物制备工艺219

7.2填充型导热聚合物制备方法220

7.2.1共混复合法220

7.2.2纳米复合法221

7.2.3溶胶—凝胶法221

7.2.4其他222

7.3提高聚合物导热性能的途径222

7.3.1基体研究222

7.3.2导热填料研究224

7.3.3填料粒子表面改性处理227

7.3.4成型工艺研究229

7.4本章小结241

参考文献241

第8章 导热模型及导热机理研究244

8.1聚合物复合材料导热模型研究进展244

8.1.1串并联模型244

8.1.2 Maxwell-Eucken模型245

8.1.3有效介质理论模型246

8.1.4 Bruggeman模型247

8.1.5 Fricke模型247

8.1.6 Hamilton-Crosser及相关改进模型248

8.1.7 Every模型249

8.1.8 Zhou及其他模型249

8.1.9 Rajinder Pal模型250

8.1.10 Cheng-Vachon模型250

8.1.11 Russell模型250

8.1.12 Baschirow-Selenew模型251

8.1.13 Nielsen-Lewis模型251

8.1.14 Torquato model模型251

8.1.15 Agrawal模型252

8.1.16 Y.Agari模型252

8.1.17纤维填料模型252

8.1.18片状填料预测模型253

8.1.19填充多种粒子的高分子复合材料导热模型253

8.1.20基于逾渗理论的导热模型254

8.1.21碳纳米管、石墨烯/聚合物体系导热模型254

8.1.22核/壳结构粒子/聚合物热导率预测模型255

8.2填充聚合物导热机理研究256

8.2.1导热通路理论256

8.2.2导热逾渗理论257

8.2.3热弹性系数理论259

8.3本章小结260

参考文献261

下篇 导热聚合物工业应用263

第9章 导热覆铜板及其应用263

9.1导热覆铜板263

9.1.1导热覆铜板定义、分类及结构功能263

9.1.2导热覆铜板制备265

9.1.3导热覆铜板主要技术指标272

9.2导热覆铜板研究进展273

9.3国内导热覆铜板产品存在的主要问题282

9.3.1主要技术指标和性能与国外差距大282

9.3.2产品研发能力弱283

9.3.3导热覆铜板相关标准、法律、法规尚未健全283

9.4导热覆铜板在LED中的应用、市场286

9.4.1导热覆铜板在LED中的应用286

9.4.2导热覆铜板市场需求287

9.5导热覆铜板的未来发展方向289

9.6本章小结290

参考文献290

第10章 导热塑料及其工业应用293

10.1前言293

10.2导热塑料研究进展293

10.2.1金属/聚合物复合塑料293

10.2.2碳材料/聚合物复合塑料295

10.2.3导热绝缘复合塑料297

10.2.4 混杂填料/聚合物复合塑料305

10.3导热塑料制备307

10.4导热塑料特性及工业应用307

10.4.1 LED照明中的应用309

10.4.2换热设备中的应用313

10.4.3电气、电子封装领域的应用313

10.4.4航空航天、国防应用315

10.5本章小结315

参考文献315

第11章 导热橡胶及其工业应用320

11.1导热橡胶概述320

11.2导热硅橡胶材料321

11.2.1硅橡胶特性321

11.2.2导热填料321

11.2.3提高复合硅橡胶热导率途径323

11.2.4导热硅橡胶产品的主要性能指标及测试方法324

11.2.5导热硅胶软片326

11.2.6导热硅胶绝缘片331

11.3其他导热橡胶研究进展336

11.3.1导热天然橡胶（NR）336

11.3.2导热顺丁橡胶（BR）337

11.3.3导热丁腈橡胶（NBR）337

11.3.4导热丁苯橡胶（SBR）338

11.3.5导热三元乙丙橡胶（EPDM）338

11.3.6导热氟醚橡胶339

11.4本章小结339

参考文献339

第12章 导热相变材料、硅脂及其工业应用341

12.1相变材料概述341

12.2相变材料种类342

12.3导热相变材料概述343

12.4导热相变材料组成及制备研究345

12.4.1组份及制备工艺345

12.4.2导热相变材料制备实例346

12.5导热相变材料性能检测347

12.5.1导热系数、热阻的测定347

12.5.2相变化温度测试347

12.5.3老化测试348

12.6导热相变材料的研究及应用348

12.7导热硅脂概述349

12.7.1导热硅脂组成及其特性350

12.7.2导热硅脂的制备工艺351

12.7.3导热硅脂使用方法352

12.7.4导热硅脂应用353

12.8本章小结354

参考文献355

第13章 导热胶黏剂及其工业应用356

13.1导热胶黏剂的研究背景及工业应用356

13.2导热胶黏剂的分类、功能及要求357

13.3环氧树脂导热胶黏剂359

13.4有机硅树脂基导热胶黏剂362

13.4.1导热有机硅胶黏剂的研究进展362

13.4.2导热有机硅胶黏剂的优缺点及发展趋势364

13.5其他树脂基导热胶黏剂365

13.6导热胶黏剂的制备及工艺研究365

13.7本章小结366

参考文献367