铝粉的表面改性及其对环氧树脂基复合材料介电性能的影响

2014-04-13齐暑华王兆福

中国塑料 2014年12期

杨睿，齐暑华＊，王兆福，谢璠，邱华，尚磊

（1.西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710072；2.沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳110035）

0 前言

近年来，中国电子工业的发展非常迅速，尤其是电子元器件产业的发展日新月异，其中高介电常数低介电损耗的材料在储存电能和均匀电场上的作用非常重要［1］。传统的铁电复合材料［2］虽然介电常数低，但损耗大，加工困难，聚合物基复合材料以介电性能好、成本低、耐腐蚀的特点吸引了广泛的关注。铜、铝、银等金属作为导电性能最好的材料之一，其粉体加入在环氧树脂基体中可得到高介电常数的材料，很有希望应用在嵌入式电容器［3］。当金属粒子在环氧树脂中尚未构成导电通路时，复合材料表现为绝缘性，随着金属粒子的继续添加，虽然介电常数会提高，但是逐步构建的导电通路增加介电损耗，同时大大降低材料的力学性能［4］。因此可通过表面改性阻碍导电通路的建立。无机粒子的化学改性法主要有偶联剂法［5］、表面接枝法［6］、表面包覆法［7］等。本文对导电性好、密度低、市场化程度高的Al进行改性，先采用溶胶－凝胶法［8］在Al表面先包覆一层化学稳定性较好的二氧化硅（SiO2），再进行偶联剂处理，SiO2包覆层不仅降低了Al的密度，提高了耐腐蚀性，而且减缓了制备过程中粒子的沉降，使复合材料化学稳定性更好，从而得到性能更好的高介电常数、低介电损耗功能材料。