《表5 含不同添加剂复合材料的导热系数》

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《蒙脱石/炭对炭纤维/环氧树脂复合材料性能的影响》

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蒙脱石/炭改性复合材料的导热系数如表5所示。炭纤维/环氧树脂复合材料的导热系数为0.287 w·k-1·m-1。加入添加剂后，复合材料的导热系数表现出不同程度的提升。添加蒙脱石时，炭纤维/环氧树脂复合材料的导热系数为0.421 w·k-1·m-1，相对于不含添加剂，导热系数提高了46.7%。蒙脱石为无机硅酸盐矿物，导热性不佳，在复合材料中难以有效的传递热量。添加M M T/C-0.5后，复合材料的导热系数为0.513 w·k-1·m-1，相对于不含添加剂，复合材料的导热系数提高了78.7%，增强效果明显优于蒙脱石。原因为:（1）碳基材料具有较高的导热系数。由图2可知，MMT/C-0.5表面含有一定厚度的炭层。炭层的存在使MMT/C-0.5相对于蒙脱石具有较高的导热系数，在环氧树脂中实现有效的热量传递，提高复合材料的导热性能。（2）MMT/C-0.5与环氧树脂通过化学键合提高两者之间的界面结合，强的界面结合可减少MMT/C-0.5和环氧树脂间的声子扩散和界面热阻，使热量在复合材料中得以有效传递。增加MMT表面的碳含量时，复合材料导热系数逐渐降低。如前所述，MMT表面炭层中含有丰富的CO、C—N和O—H等有机官能团，碳含量的增加使蒙脱石/炭中的有机官能团的密度和数量随之增多，相邻蒙脱石/炭表面的羟基可结合为氢键，形成桥接作用，加剧蒙脱石/炭纳米颗粒的团聚，减少了蒙脱石/炭与环氧树脂之间的接触面积，使热量难以有效传递。而且，团聚体的存在很大程度上增加了蒙脱石/炭和环氧树脂之间的声子扩散和界面热阻，阻碍热量在环氧树脂中的传递。