女人自慰AV免费观看内涵网,日韩国产剧情在线观看网址,神马电影网特片网,最新一级电影欧美,在线观看亚洲欧美日韩,黄色视频在线播放免费观看,ABO涨奶期羡澄,第一导航fulione,美女主播操b

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

新型橡膠復合材料有望應用于柔性電子器件中

牽手一起夢 ? 來源:賢集網 ? 作者:佚名 ? 2020-03-31 13:42 ? 次閱讀

東京大學和日本產業技術綜合研究所(產綜研)通過將碳納米纖維(CNF)和碳納米管(CNT)兩種纖維狀碳材料與環狀高分子材料聚輪烷結合在一起,開發出了像橡膠一樣柔軟,并且導熱率與金屬不分伯仲的橡膠復合材料。新型橡膠復合材料在順CNF排列方向具有14W/mK的高導熱率,同時具備高柔軟性。此次開發的材料有望應用于柔性電子器件的熱夾層材料、散熱片和散熱板等。

圖1:排列CNF的高導熱率橡膠復合材料的示意圖

研究背景

近年來,用于柔性電子器件的熱層間材料和散熱片等表現出高散熱性的柔軟熱管理材料備受矚目。這些材料除了高導熱性之外,還需要低楊氏模量、高拉伸強度、高韌性等機械特性。因此作為下一代的導熱柔性材料,靈活的橡膠材料和導熱性高的CNF和CNT的復合材料被精力充沛地研究開發出來。

碳納米纖維(Celluouse Nanofibers,CNF)由纖維素(Celluouse)進行納米化(超微細化)處理后制成,具有“輕盈、強韌、環保”的特點。CNF受到關注的原因在于它的一個特性——“重量是鋼鐵的五分之一,強度卻是鋼鐵的五倍以上”。如果混入樹脂和橡膠之中,就可以制作質量輕、強度高的汽車零部件。

碳納米管CNT被稱為終極纖維,是由單層石墨同軸纏繞成管(單壁碳納米管)或由單壁碳納米管沿同軸層層套構而成的管狀物(多壁碳納米管)。碳納米管直徑一般在一到幾十納米之間,長度則遠大于其直徑,具有許多超常的物理性能(力學、電學、熱學)和化學性能,是一維碳納米材料。作為人類迄今為止發現的力學性能最好材料,碳納米管有著極高的拉伸強度、楊氏模量和斷裂應變。

然而,盡管CNT的熱導率超過2000W/mK,但是為了實現復合材料的熱導率2W/mK,需要添加10wt%。另外,如果添加大量的CNF,復合材料的柔軟性就會喪失,變得脆。一般來說,纖維狀碳凝集性強,難以均勻分散在復合材料中,因此難以在復合材料整體上形成纖維狀碳相互接觸而連接的熱傳導網絡。另外,大的纖維狀碳凝集體和橡膠材料的界面成為變形時破壞的起點,成為脆化的主要原因之一。

創新

此次開發的橡膠復合材料在聚輪烷中分布了兩種不同尺寸的纖維狀碳材料(CNF和CNT)作為填充物。CNF粗200nm,長10——100μm,CNT粗10——30nm,長0.5——2μm。改善纖維狀碳材料在橡膠材料中的分散性以及在復合材料中形成導熱網被認為是實現高導熱率的關鍵。為改善分散性,將CNF和CNT(CNF:CNT重量比為9:1)分散于氯化鈉水溶液中,利用自主開發的流通式水中等離子體重整器對其實施了表面改性。

接下來,在甲苯溶劑中將已表面改性的CNF/CNT混合物與聚輪烷、催化劑和交聯劑混合,然后放入交流電場處理用容器中,再施加交流電場使之發生交聯反應,制作成凝膠。之后用烤箱加熱獲得的凝膠,去除溶劑,就獲得了薄膜狀復合材料。

圖2是此次開發的復合材料內部電子顯微鏡圖像。通過實施表面改性,繭狀聚集物松散開,CNF沿施加的電場方向排列。另外,較小的CNT纏繞在較大的CNF外面,將CNF連接在一起。研究認為,通過以少量的CNT連接CNF,在整個復合材料中形成了導熱網絡,從而實現了高導熱率。

圖2:CNF和CNT在此次開發的橡膠復合材料中排列分散的情況(電子顯微鏡圖像)

新開發的橡膠材料即使添加50wt%的纖維狀碳材料也仍然具有高柔軟性,反復變形也沒有發生脆化。研究團隊認為,纖維狀碳材料與聚輪烷的環狀分子交聯,環狀分子的移動維持了高柔軟性并抑制了脆化(圖3)。

圖3:新開發的橡膠復合材料外觀

圖4中五星表示此次開發的橡膠復合材料,圓點表示以往開發的氮化硼橡膠復合材料,綠色方形區域是用于柔性電子器件用基板材料的預定開發目標。通過使用經水中等離子體表面改性的纖維狀碳材料,導熱率比采用氮化硼材料高出1個數量級,楊氏模量更低(更柔軟)的橡膠復合材料。作為柔性電子器件的熱管理材料,已經達到了實用化水平。

新型橡膠復合材料有望應用于柔性電子器件中

圖4:各種材料的楊氏模量與導熱率的關系

在日本,CNF的研究和開發工作已活躍多年,現已取得重大成果。研究、開發CNF的主力,是日常業務中使用紙漿的日本制紙、王子控股(HD)等造紙公司以及東京大學等。

京都大學生存圈研究所矢野浩之教授帶領的研究團隊正在推進用CNF替代鐵制汽車車身和車架的研究。如果能實現車輛輕量化,那么燃油經濟性將得以提高。二氧化碳的排放量也會減少。從長遠來看,甚至有可能像碳纖維那樣用于制造飛機機身。

2019年底,由工業、學術和政府機構組成的聯盟合作在日本環境省的NCV(納米纖維素汽車)項目中,利用纖維素納米纖維制成了一款NCV輕量化概念車。概念車在內飾與車身面板上盡可能多的采用基于纖維素納米材料(CNF)的部件,使車輛重量減輕10%以上。

責任編輯:gt

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 散熱片
    +關注

    關注

    0

    文章

    105

    瀏覽量

    17345
  • 電子器件
    +關注

    關注

    2

    文章

    602

    瀏覽量

    32608
  • 納米
    +關注

    關注

    2

    文章

    706

    瀏覽量

    37978
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    ATA-2031高壓放大器在復合材料板超聲無損探傷的應用

    、超聲波信號前置放大器、CFRP復合板等。實驗目的:碳纖維增強聚合物(CFRP)復合材料因其卓越的力學性能而被廣泛應用于航空航天領域。然而對復合材料損傷檢測與定位技術現
    的頭像 發表于 02-27 19:11 ?1470次閱讀
    ATA-2031高壓放大器在<b class='flag-5'>復合材料</b>板超聲無損探傷<b class='flag-5'>中</b>的應用

    6分鐘看懂碳纖維增強聚合物復合材料界面研究方法

    ? 碳纖維增強聚合物(CFRP)復合材料質量輕,強度卻超高,在航空航天、汽車制造、體育器材等眾多行業廣泛應用。想讓 CFRP 復合材料性能更上一層樓,對其界面的研究必不可少。下面,就為大家詳細介紹
    的頭像 發表于 02-18 10:53 ?1044次閱讀
    6分鐘看懂碳纖維增強聚合物<b class='flag-5'>復合材料</b>界面研究方法

    復合材料基礎知識及對制造和工程領域的變革性影響

    了解復合材料的歷史與發展的同時,我們還將審視它們所應對的挑戰以及制造過程采用的創新工藝。從古代美索不達米亞對膠合板的開創性使用,到如今所運用的前沿技術,復合材料持續在廣泛的應用領域提升強度、耐用性和性能。讓我
    的頭像 發表于 02-07 10:04 ?434次閱讀

    石墨烯與碳納米管的材料特性

    石墨烯與碳納米管具有相似的結構和性質,二者之間存在強烈的界面相互作用。通過將石墨烯與碳納米管復合,可以制備出具有優異力學性能和導電性能的新型復合材料。這種復合材料
    的頭像 發表于 01-23 11:06 ?740次閱讀
    石墨烯與碳納米管的<b class='flag-5'>材料</b>特性

    可破損復合材料結構的建模與表征

    應用預測工具CZone來模擬復合材料的軸向擠壓響應,為復合材料在汽車上的應用提供了有價值的洞見。 用于 CZone 測試的復合材料結構試樣,它模仿了汽車碰撞結構的尺寸和形狀,包括截面的
    的頭像 發表于 01-16 10:05 ?348次閱讀

    探討金剛石增強復合材料:金剛石/銅、金剛石/鎂和金剛石/鋁復合材料

    在當今科技飛速發展的時代,熱管理材料的需求日益增長,特別是在電子封裝、高功率設備等領域。金屬基金剛石增強復合材料,以其獨特的性能,成為了這一領域的新星。今天,我們就來詳細探討三種金剛石增強復合
    的頭像 發表于 12-31 09:47 ?888次閱讀

    應用于柔性電子電路的導電材料介紹

    隨著物聯網與可穿戴技術的發展,柔性電子器件已成為未來電子器件發展的主流趨勢。其中,以柔性聚合物為襯底,以金屬薄膜、石墨烯、導電墨水等導電材料
    的頭像 發表于 12-25 10:45 ?1363次閱讀

    復合材料的機械性能測試詳解

    第 6 章:環境對機械性能的影響 第 7 章:復合材料的無損檢測 (NDT) 第 8 章:數據分析、解釋和質量控制 第 9 章:復合材料測試的高級主題 第 10 章 未來趨勢和工業應用 第 1 章:
    的頭像 發表于 12-17 14:39 ?1176次閱讀
    <b class='flag-5'>復合材料</b>的機械性能測試詳解

    復合材料的測試及分析指南

    復合材料的測試和分析需求 全面的測試分析和標準有助于評估復合材料的性能。從復合材料測試和分析獲得的數據可用于
    的頭像 發表于 12-07 10:31 ?725次閱讀
    <b class='flag-5'>復合材料</b>的測試及分析指南

    粉末涂料在復合材料部件上的應用

    粉末涂料技術的進步,使得越來越多的復合材料部件獲得了可行的表面質量。 從航空航天到汽車再到體育用品等行業,復合材料正快速進入越來越多的應用領域。然而,要想獲得表面完美的復合材料部件,可能是一項挑戰
    的頭像 發表于 11-27 15:46 ?465次閱讀

    碳/碳復合材料的優點有哪些

    碳/碳復合材料是由碳纖維及其織物增強碳基體所形成的高性能復合材料。該材料具有比重輕、熱膨脹系數低、耐高溫、耐腐蝕、摩擦系數穩定、導熱導電 性能好等優良性能,是制造高溫熱場部件和摩擦部件的最佳候選
    的頭像 發表于 11-11 10:19 ?766次閱讀

    高絕緣散熱材料 | 石墨片氮化硼散熱膜復合材料

    石墨片氮化硼散熱膜復合材料是一種結合了石墨片和氮化硼散熱膜各自優異性能的新型復合材料。一、石墨片的基本特性石墨片是一種由天然石墨或人造石墨經過精細加工而成的薄片材料,具有以下特性:高熱
    的頭像 發表于 10-05 08:01 ?661次閱讀
    高絕緣散熱<b class='flag-5'>材料</b> | 石墨片氮化硼散熱膜<b class='flag-5'>復合材料</b>

    射頻功率放大器在紡織復合材料研究的應用

    實驗名稱:非線性超聲檢測實驗研究方向:以RTM/紡織復合材料為檢測對象,利用非線性超聲檢測方法對RTM復合材料孔隙缺陷進行表征,通過非線性特征參量測量,初步實現對RTM/紡織復合材料孔隙率的定量
    的頭像 發表于 09-14 17:36 ?642次閱讀
    射頻功率放大器在紡織<b class='flag-5'>復合材料</b>研究<b class='flag-5'>中</b>的應用

    高功率電子器件的散熱方案

    高功率密度電力電子器件是電動汽車、風力發電機、高鐵、電網等應用的核心部件。當前大功率電力電子器件正朝著高功率水平、高集成度的方向發展,因此散熱問題不可避免的受到關注。 一、新興散熱材料 金剛石增強
    的頭像 發表于 07-29 11:32 ?1207次閱讀
    高功率<b class='flag-5'>電子器件</b>的散熱方案

    電壓驅動的電力電子器件有哪些

    電壓驅動的電力電子器件是一類重要的電力電子元件,它們廣泛應用于各種電力電子系統和設備,如變頻器、逆變器、整流器、開關電源等。 電壓驅動的電
    的頭像 發表于 07-17 15:18 ?2814次閱讀