张海燕
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林锦
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邢羽雄
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张丹枫
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洪浩群
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李春辉
工程热物理学报
当多个LED密集排列组成大功率照明系统时,散热问题成为影响LED灯发光性能的主要技术瓶颈之一,因此解决散热问题已成为功率型LED应用的先决条件.本文将功能化石墨烯与硅树脂复合制备出了低填充量高导热性能的石墨烯/硅树脂复合材料.石墨烯(Graphene)填充质量分数为0.015时,复合材料的热导率高达2.758 W/(m·K),比纯硅脂基体提高了13倍;添加石墨烯后明显改善了硅树脂的热稳定性.将该复合材料作为热界面材料应用于大功率LED芯片模组基板与灯具冷却外壳之间的散热,能获得很好的增强效果,结果表明石墨烯填充质量分数仅为0.008时,基板与外壳之间的温度差可达到小于5℃C,满足大功率LED灯具的散热要求.
关键词:
石墨烯
,
热导系数
,
大功率LED
,
照明光源
邢羽雄
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张海燕
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林锦
,
张琇滨
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150327.001
为了制备具有良好的热导率、热稳定性、导电性和柔顺性的纳米颗粒填充硅树脂复合材料,首先以乙基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体材料,以碳包钴纳米颗粒(C@Co)为填料,采用研磨共混法制备了C@Co/PDMS复合热界面材料.然后,运用TEM、XRD、Raman和SEM分别对C@Co的微观结构、物相、石墨化程度和分散性进行了研究.最后,研究了C@Co含量对复合热界面材料的热导率、热稳定性、导电性和柔顺性的影响.结果表明:该复合热界面材料的热导率随着C@Co含量的增加而增大,当C@Co的含量为24wt％时,复合材料的热导率达到最大值1.64 W/(m·K),比纯PDMS的提高了10.7倍;TG分析表明,添加24wt％的C@Co后,复合材料的起始分解温度和最终分解温度比纯PDMS的分别提高了约70℃和80℃,说明C@Co能提高复合材料的热稳定性;随着C@Co含量的增加,复合热界面材料的电导率非线性增大,拟合试差计算的逾渗阀值为10wt％,即C@Co含量小于10wt％时复合材料的绝缘性良好,而填充24wt％的C@Co时复合材料的电导率为9.38×10-3 S·m-1;复合材料的硬度适中,处于17.6～26.8 HA范围内,表明该复合材料的柔顺性较好.因此,24wt％C@Co/PDMS复合材料不仅能满足热界面材料电性能的基本要求,且具有良好的热导率、热稳定性和柔顺性.
关键词:
碳包钴
,
纳米颗粒
,
硅树脂
,
热界面材料
,
热导率
,
电导率
,
硬度
