Enhanced thermal conductivity of epoxy/alumina composite through multiscale-disperse packing

材料科学 热导率 环氧树脂 复合材料 复合数 体积分数 粒子(生态学) 收缩率 原子堆积因子 粒径 渗流阈值 电导率 电阻率和电导率 化学工程 海洋学 化学 电气工程 物理化学 工程类 结晶学 地质学
作者
Hongkun Li,Weidong Zheng
出处
期刊:Journal of Composite Materials [SAGE Publishing]
卷期号:55 (1): 17-25 被引量:36
标识
DOI:10.1177/0021998320942575
摘要

Inspired by the size of the voids in closest packing structures, we propose to use the combination of spherical particles with different size scales to increase the loading fraction of the fillers in epoxy-based composites. In this study, high loading up to 79 vol% has been achieved with multiscale particle sizes of spherical Al 2 O 3 particles. The highest thermal conductivity of Al 2 O 3 -filled liquid epoxy measured by steady-state method is 6.7 W m −1 K −1 at 25°C, which is approximately 23 times higher than the neat epoxy (0.28 W m −1 K −1 ). Three models based on Maxwell mean-field scheme (MMF), differential effective medium (DEM) and percolation theory model (PTM) were utilized to assess our measured thermal conductivity data. We found that both DEM and PTM models could give good results at high volume fraction regime. We have also observed a considerable reduction (10–15%) of thermal conductivity in our Al 2 O 3 -filled cured epoxy samples. We attribute this reduction to the increasing of thermal interfacial resistance between Al 2 O 3 particles and cured epoxy matrix, induced by cure shrinkage during the reaction. Our experiments have demonstrated that systems with multiscale particle sizes exhibit lower viscosity and can be filled with much higher fraction of fillers. We thus expect that higher thermal conductivity (probably >12 W m −1 K −1 based on DEM) can be achieved in future via filling higher thermal conductivity spherical fillers (e.g., AlN, SiC), increasing loading fraction by multiscale-disperse packing and reducing the effect from cure shrinkage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
忧虑的乐驹完成签到 ,获得积分10
1秒前
天行健完成签到,获得积分10
3秒前
午夜小南瓜完成签到 ,获得积分10
3秒前
ffwwxye完成签到,获得积分10
4秒前
小猴完成签到,获得积分10
7秒前
负责雁兰完成签到,获得积分10
9秒前
科目三应助奔跑的西红柿采纳,获得10
9秒前
跳跃芷蕊完成签到,获得积分10
11秒前
秉烛夜游完成签到,获得积分10
11秒前
7777777完成签到,获得积分10
11秒前
cc完成签到,获得积分10
12秒前
梅特卡夫完成签到,获得积分10
14秒前
雪山冰川发布了新的文献求助10
14秒前
17秒前
半序完成签到 ,获得积分10
19秒前
棒打鲜陈完成签到,获得积分10
20秒前
jackhlj完成签到,获得积分10
21秒前
鳗鱼铸海完成签到 ,获得积分10
21秒前
易槐完成签到 ,获得积分10
22秒前
偷书贼完成签到,获得积分10
23秒前
chenguanyiren完成签到 ,获得积分10
23秒前
暴躁的山灵完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
shouz完成签到,获得积分10
24秒前
孤独乌冬面完成签到 ,获得积分10
26秒前
宫城良官完成签到 ,获得积分10
27秒前
奇点完成签到 ,获得积分10
27秒前
jimmy完成签到,获得积分10
28秒前
宋相甫完成签到,获得积分10
30秒前
tianshanfeihe完成签到 ,获得积分10
30秒前
WXR完成签到,获得积分10
30秒前
32秒前
王哈哈完成签到 ,获得积分10
33秒前
bo完成签到,获得积分10
34秒前
iOhyeye23完成签到 ,获得积分10
34秒前
陈秀娟完成签到,获得积分10
34秒前
Chloe完成签到 ,获得积分10
34秒前
科研通AI6.4应助老仙翁采纳,获得10
35秒前
科研通AI6.2应助老仙翁采纳,获得10
35秒前
科研通AI6.4应助老仙翁采纳,获得10
35秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778504
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318811
关于积分的说明 20366349
捐赠科研通 7365581
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319214
关于科研通互助平台的介绍 2467170
邀请新用户注册赠送积分活动 2334675