本書於2014年在國防工業出版社出版，作者周文英、丁小衛。本書深入探討了導熱高分子的基礎理論、結構與性能、測試與表征、研究熱點、工程套用等，是目前為導熱高分子領域的第一本專著。
在工業上目前廣泛使用的導熱高分子材料有導熱複合塑膠、導熱膠黏劑、導熱塗層、導熱覆銅板及各類導熱橡膠及彈性體，如熱界面彈性體等。目前複合型絕緣導熱高分子主要是採用絕緣導熱無機粒子如氮化硼、氮化矽和氧化鋁等和不同聚合物基體複合而成；此外，採用導體粒子和聚合物複合製備的導熱聚合物，如碳材料、金屬填充的導熱高分子材料，適用於低絕緣或非絕緣導熱場合。導熱高分子只有套用於功率電子元器件、電機等設備的封裝和電氣絕緣及散熱，和普通聚合物相比，具有4-10倍的熱導率。
基本介紹
- 書名：導熱高分子材料
- 又名：Thermal Conductive Polymer Materials
- 作者：周文英、丁小衛
- ISBN：978-7-118-09331-5
- 類別：TB324
- 頁數：368
- 定價：58.00
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2014年4月
- 裝幀：平裝
- 開本：16
- 責任編輯：丁福志
- 版次：1版1次
內容簡介,出版背景,面向人群,圖書目錄,
內容簡介
《導熱高分子材料》內容共分13 章,分上、下兩篇。
上篇主要介紹了固態物質微觀導熱機理, 導熱高分子的概念、種類、結構與導熱性能、套用,熱導率測試及標準、導熱填料性能及表面改性、本徵及填充型導熱高分子(電絕緣和非電絕緣類)的國內外研究最新進展,導熱聚合物的導熱機理研究及導熱模型等內容。
出版背景
賦予絕熱或低熱導率聚合物以良好熱傳導性能的導熱高分子材料，以其良好的導熱、衝擊韌性和力學強度、卓越電氣絕緣性能、優良加工性及低成本等綜合性能廣泛套用在微電子、電工電氣、LED照明、化工換熱器、太陽能、汽車電子、航空航天、國防軍工等領域。導熱聚合物的套用正在不斷向傳統導熱材料如金屬、導熱無機材料等領域滲透。導熱聚合物在各類導熱場合發揮著其它材料所不可替代的重要作用，對微電子封裝和LED照明技術的發展影響至深。然而，當前對導熱聚合物的理論研究遠遠跟不上其工業需求和快速發展的步伐，這嚴重影響和制約了其廣闊的工業套用，因此，加強對導熱高分子材料的理論研究已刻不容緩。
時至2014年，導熱高分子的研究和工業化套用已經取得了不少進展，國內外每年相關報導不斷湧現，為儘快將該領域的研究報導總結和歸納成冊，供科研人員參考。基於此，作者花費了3年多時間從浩瀚文獻中蒐集、整理、歸納相關研究內容，不斷增補最新研究成果。由於導熱高分子研究歷史短，相關基礎研究的缺失使得該領域至今尚無成熟理論基礎支持，作者在著寫過程中力爭把最新的重要研究成果囊括其中，將近20年來的零星、散亂的導熱聚合物研究報導力爭較全面、有層次地展現出來，期間幾易書稿，最終艱難成書。
《導熱高分子材料》作者周文英博士於12年前在中國航天科技集團公司航天動力技術研究院（第四研究院）因工作需求接觸到導熱聚合物複合材料這一新興高分子材料領域，為滿足功率電子元器件絕緣散熱需求，開始了多年來對導熱聚合物材料的理論研究和導熱鋁基覆銅板的技術開發；作者10餘年來始終密切關注和跟蹤國內和國際導熱高分子的最新研究與發展動態，在導熱聚合物研究方面至今已發表60多篇專業學術論文，開發的導熱聚合物產品已成功套用於工業生產。丁小衛先生多年來致力於導熱TIMs、彈性體及其它電子封裝材料的生產和科研，其公司旗下的系列導熱產品已成為該行業的知名品牌。《導熱高分子材料》第11、12兩章由深圳安品有機矽有限公司總經理丁小衛先生著寫，《導熱高分子材料》第1~10章及第13章由西安科技大學化學與化工學院周文英博士著寫。中國航天第42研究所武鵬博士對全書進行了文字校對。
面向人群
《導熱高分子材料》主要面對從事功能高分子尤其是導熱高分子材料研究的科研院所的各類科研人員、研究生、專家教授，以及廣大企業的相關技術研發人員。《導熱高分子材料》的研究內容對於從事與導熱高分子密切相關產業的領域如LED照明、高頻微電子器件、電子封裝、電氣絕緣、太陽能、航空航天、及國防軍工等領域的科研人員具有重要參考價值。謹以《導熱高分子材料》獻給國內從事導熱聚合物研究的同行和相關科研人員！
圖書目錄
第一章 物質導熱的物理基礎 1
1.1 導熱基本概念和定律 1
1.1.2 傅立葉定律 2
1.2 氣體 4
1.3 液體導熱性能 4
1.3.1 有機液體 4
1.3.2 混和液體 5
1.4 固體導熱性能 5
1.4.1 金屬 6
1.4.2 無機非金屬 8
1.5 無機固體物質熱導率的理論計算 15
1.6 影響無機非金屬熱導率的因素 16
1.6.1 化學因素 16
1.6.2 物理因素 17
1.7 碳材料 20
1.8高分子材料 23
1.8.1 聚合物熱導率估算 24
1.8.2 聚合物熱導率與溫度關係 25
1.8.4 分子結構參數對熱導率的影響 27
1.9 導熱高分子材料發展需求 28
1.10 導熱高分子材料套用 30
1.10.1 微電子方面套用 30
1.10.2電機及其相關領域套用 32
1.10.3 LED 照明方面套用 32
1.10.4換熱設備中的套用 33
1.10.5 航空航天、軍事領域的套用 33
1.11 本章小結 34
第二章 熱導率測試方法及裝置 36
2.1 熱導率測試方法發展概述 36
2.2 測試方法分類及標準樣品 36
2.3 穩態法 38
2.3.1 縱向熱流法 39
2.3.2 徑向熱流法 39
2.3.3直接通電法 40
2.3.4 典型穩態熱流法原理及測試儀器 40
2.4 非穩態法 45
2.4.1 雷射法 46
2.4.2 TPS法 49
2.5 高分子材料導熱性能測試 53
2.6本章小結 55
3.1 前言 58
3.2 金屬填料粒子 58
3.2.1 銀 58
3.2.2 銅 60
3.2.3 鋁粒子 61
3.2.4 鐵 63
3.2.5 鋅 64
3.2.6 鎳 64
3.3 碳材料 65
3.3.1 碳黑 66
3.3.2 石墨 67
3.3.3 碳纖維 69
3.3.4 碳納米管 70
3.3.5 石墨烯 71
3.4 無機導熱粒子 73
3.4.1 氧化鋁 73
3.4.2 氮化鋁 74
3.4.3 氮化矽 81
3.4.4 氮化硼 82
3.4.5 碳化矽 87
3.4.6 氧化鎂 88
3.4.7 氧化鋅 89
3.4.8 氧化矽 91
3.4.9 其它導熱填料 91
3.5.1 表面改性重要性 92
3.5.2 導熱粒子改性方法及原理 92
3.6 本章小結 95
第四章 本徵型導熱高分子材料 97
4.1本徵導熱高分子及導熱機理研究 97
4.2 熱塑性本徵導熱高分子材料研究 98
4.2.2 本徵熱塑性導熱聚合物研究進展 100
4.3 本徵熱固性導熱高分子材料研究 104
4.4 本章小結 109
第五章 導體粒子/聚合物導熱材料 111
5.1前言 111
5.2 金屬粒子/聚合物體系 111
5.2.1 Ag/聚合物體系 111
5.2.2 Cu/聚合物體系 113
5.2.3 Al/聚合物體系 115
5.2.4 其它金屬/聚合物體系 119
5.3 碳材料/聚合物體系 120
5.3.1 碳納米管/聚合物體系 120
5.3.2 石墨/聚合物體系 130
5.3.3石墨烯/聚合物納米體系 133
5.3.4 碳纖維/聚合物體系 146
5.3.5 碳黑/聚合物體系 147
5.4 本章小結 149
第六章 導熱絕緣高分子複合材料 156
6.1 導熱絕緣聚合物 156
6.2 導熱絕緣塑膠研究進展 157
6.2.1 氮化鋁/聚合物複合塑膠 157
6.2.2 氮化硼/聚合物複合塑膠 162
6.2.3 氮化矽/聚合物 171
6.2.4 氧化鋁/聚合物複合塑膠 174
6.2.5 其它氧化物/聚合物複合塑膠 178
6.2.6 碳化矽/聚合物複合塑膠 179
6.2.7 其它導熱粒子/聚合物複合塑膠 181
6.3 導熱絕緣橡膠研究進展 182
6.3.1彈性熱界面材料開發背景 182
6.3.2界面熱阻分析 185
6.3.3導熱絕緣橡膠研究 186
6.4導熱絕緣聚合物塗層 193
6.5 本章小結 194
第七章 導熱聚合物製備及改善熱導率途徑 203
7.1 本徵導熱聚合物製備工藝 203
7.2 填充型導熱聚合物製備方法 204
7.2.1 共混複合法 204
7.2.2 納米複合法 204
7.2.3 溶膠-凝膠法 205
7.2.4 其它 205
7.3 提高聚合物導熱性能的途徑 205
7.3.1 基體研究 206
7.3.2 導熱填料研究 207
7.3.4 成型工藝研究 212
7.4 本章小結 223
第八章 導熱模型及導熱機理研究 226
8.1聚合物複合材料導熱模型研究進展 226
8.1.1 串並聯模型 226
8.1.2 Maxwell-Eucken模型 227
8.1.3 有效介質理論模型 228
8.1.4 Bruggeman模型 229
8.1.5 Fricke 模型 229
8.1.6 Hamilton-Crosser及相關改進模型 229
8.1.7 Every模型 231
8.1.8 Zhou及其它模型 231
8.1.9 Rajinder Pal模型 232
8.1.10 Cheng-Vachon模型 232
8.1.11 Russell模型 232
8.1.12 Baschirow-Selenew模型 232
8.1.13 Nielsen-Lewis模型 233
8.1.14 Torquato model模型 233
8.1.15 Agrawal模型 233
8.1.16 Y. Agari模型 234
8.1.17 纖維填料模型 234
8.1.18 片狀填料預測模型 235
8.1.19填充多種粒子的高分子複合材料導熱模型 235
8.1.22核/殼結構粒子/聚合物熱導率預測模型 236
8.2 填充聚合物導熱機理研究 237
8.2.1導熱通路理論 238
8.2.2 導熱逾滲理論 238
8.3 本章小結 241
第九章 導熱覆銅板及其套用 245
9.1 導熱覆銅板 245
9.1.1導熱覆銅板定義、分類及結構功能 245
9.1.2導熱覆銅板製備 246
9.1.3導熱覆銅板主要技術指標 253
9.2 導熱覆銅板研究進展 254
9.3 國內導熱覆銅板產品存在主要問題 263
9.3.1 主要技術指標和性能與國外差距大 263
9.3.2 產品研發能力弱 264
9.3.3 導熱覆銅板相關標準、法律、法規尚未健全 265
9.4 導熱覆銅板在LED中的套用、市場 267
9.4.1 導熱覆銅板在LED中套用 267
9.4.2 導熱覆銅板市場需求 269
9.5 導熱覆銅板未來發展方向 271
9.6 本章小結 272
第十章 導熱塑膠及其工業套用 275
10.1 前言 275
10.2 導熱塑膠研究進展 275
10.2.1 金屬/聚合物複合塑膠 276
10.2.2 碳材料/聚合物複合塑膠 277
10.2.3導熱絕緣複合塑膠 279
10.2.4 混雜填料/聚合物 287
10.3 導熱塑膠製備 288
10.4 導熱塑膠特性及工業套用 289
10.4.1 LED照明中的套用 291
10.4.2換熱設備中的套用 294
10.4.3 電氣、電子封裝領域的套用 295
10.4.4 航空航天、國防套用 296
10.5 本章小結 296
第十一章 導熱橡膠及其工業套用 300
11.1 導熱橡膠概述 300
11.2 導熱矽橡膠材料 301
11.2.1 矽橡膠特性 301
11.2.2 導熱填料 302
11.2.3 提高複合矽橡膠熱導率途徑 303
11.2.4導熱矽橡膠產品主要性能指標及測試方法 304
11.2.5導熱矽膠軟片 307
11.2.6導熱矽膠絕緣片 312
11.3 其他導熱橡膠研究進展 318
11.3.1 導熱天然橡膠(NR) 318
11.3.2導熱順丁橡膠(BR) 319
11.3.3導熱丁腈橡膠(NBR) 319
11.3.4導熱丁苯橡膠(SBR) 319
11.3.6導熱氟醚橡膠 320
11.4 本章小結 321
12.1相變材料概述 323
12.2 相變材料種類 324
12.3 導熱相變材料概述 325
12.4 導熱相變材料組成及製備研究 327
12.4.1組份及製備工藝 327
12.4.2 導熱相變材料製備實例 328
12.5 導熱相變材料性能檢測 329
12.5.2相變化溫度測試 330
12.5.3老化測試 330
12.6導熱相變材料的研究及套用 330
12.7導熱矽脂概述 331
12.7.1導熱矽脂組成及其特性 332
12.7.2導熱矽脂的製備工藝 333
12.7.3導熱矽脂使用方法 334
12.7.4導熱矽脂套用 335
12.8 本章小結 336
第十三章 導熱膠黏劑及其工業套用 338
13.1導熱膠黏劑研究背景及工業套用 338
13.2導熱膠黏劑分類、功能及要求 339
13.3 環氧樹脂導熱膠黏劑 341
13.4有機矽樹脂基導熱膠黏劑 344
13.4.1 導熱有機矽膠黏劑研究進展 345
13.4.2 導熱有機矽膠黏劑優缺點及發展趨勢 347
13.5其它樹脂基導熱膠黏劑 347
13.6導熱膠黏劑製備及工藝研究 348
13.7 本章小結 349
