بهبود رسانایی حرارتی چسب‌های اپوکسی با استفاده از فیلرهای سرامیکی بورنیترید و آلومینا

آقاسی, ساجده; جعفری, سید حسن; گلریز, مهدی

doi:10.22034/jssta.2022.327782.1067

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشکده مهندسی شیمی،دانشگاه تهران،تهران،

² دانشکده مهندسی شیمی،دانشگاه تهران،تهران

³ عضو هیات علمی پژوهشکده سامانه های حمل و نقل فضایی

https://doi.org/10.22034/jssta.2022.327782.1067

چکیده

یکی از راهکارهای بهبود رسانایی حرارتی چسب‌های اپوکسی، استفاده از فیلرهای رسانای سرامیکی، فلزی یا کربنی است. از آن‌جا که هدف اصلی این پژوهش، بهبود رسانایی حرارتی رزین اپوکسی و حفظ خاصیت عایق الکتریسیته‌ آن است، تاثیر فیلر سرامیکی آلومینا به ‌تنهایی و به ‌صورت ترکیبی با فیلر سرامیکی بورنیترید بر رسانایی حرارتی چسب‌های اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات انجام-شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، نشان از پخش مناسب ذرات و اتصال آن‌ها به یکدیگر دارد. نتایج حاصل از آزمون نفوذ حرارتی نشان داد که با واردکردن فیلرهای رسانای سرامیکی به ماتریس اپوکسی چه به‌ صورت تکی و چه به ‌صورت ترکیبی، فارغ از نوع سیستم پخت مورد استفاده، نفوذ حرارتی به علت تشکیل شبکه‌های رسانای حرارتی افزایش می‌یابد. اگرچه سیستم هیبریدی، به علت پدیده‌ پل‌زنی میان ذرات، سبب افزایش چشم‌گیر نفوذ حرارتی می‌شود؛ بنابراین، استفاده از سیستم هیبریدی آلومینا/ بورنیترید، به همراه عامل پخت پلی‌ آمین بلند زنجیر، انتخابی مناسب برای ساخت چسب‌های اپوکسی رسانای حرارت و عایق الکتریسیته، در صنایع فضایی است. نتایج نشان داد، ضریب رسانایی حرارتی چسب هیبریدی آلومینا/بورنیترید به مقدار 7/1 وات بر متر بر کلوین رسیده است که این مقدار برای سیستم اپوکسی بدون فیلر حدود 4/0 وات بر متر بر کلوین است. مهم‌ترین دستاورد در این پژوهش، دستیابی به خواص رسانایی حرارتی مناسب با حفظ خواص مکانیکی، ثابت دی الکتریک و استحکام برشی سیستم چسب هیبریدی در محدوده مجاز چسب‌های هادی حرارتی با کاربردهای فضایی است

کلیدواژه‌ها

ضریب نفوذ حرارتی# چسب اپوکسی# فیلرهای سرامیکی# بورنیترید# آلومینا# رسانایی حرارتی

20.1001.1.27834557.1401.2.2.8.2

موضوعات

علم مواد

مراجع

##[1] LAI, SHU T.; “Fundamentals of Spacecraft Charging: Spacecraft Interactions with Space Plasmas,” Princeton; Oxford: Princeton University Press, 2012, chapter1.##

##[2] Mikaelian, T., Spacecraft Charging and Hazards to Electronics in Space, arXiv: Space Physics, ##

##[3] ECSS, Space Environment, ECSS-E-ST-10-04C, 2020.##

##[4] Green, J.C., Likar, J., and Shprits, Y., "Impact of Space Weather on the Satellite Industry", Space Weather, vol. 15, no. 6, pp. 804–818, 2017.##

##[5] C. Matéo-Vélez, C. Pignal, N. Balcon, D. Payan, P. Sarrailh, et al. "GEO Spacecraft Worst-Case Charging Estimation by Numerical Simulation," Spacecraft Charging Technology Conference 2014 (13th SCTC), Jun 2014.##

##[6] J. -C. Matéo-Vélez et al., "Simulation and Analysis of Spacecraft Charging Using SPIS and NASCAP/GEO," in IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 43, no. 9, pp. 2808-2816, Sept. 2015.##

##[7] S. Novikov et al., "Charging of Geostationary Satellite Electro-L2 in the Earth Shadow"; in IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 47, no. 8, pp. 3931-3936, Aug. 2019.##

##[8] صمدی، آرمان؛ ابراهیمی کچویی، مسعود؛ جهانبخش، حسین؛ " بهبود توزیع پتانسیل الکتریکی روی سطوح ماهواره زمین آهنگ با استفاده از پوشش"؛ فصلنامة علمی- پژوهشی علوم و فناوری فضایی، جلد10، شمارة 3، ص. ص. 35-29، 1396.##

##[9] Davis, V.A., Mandell, M.J., Cooke, D.C. Wheelock, Mateo, Payan, A. J.C.D. and Koga, K., "Comparsion of Low Earth Orbit Wake Current Collection Simulation Using Nascap-2k,SPIS,and MUSCAT Computer Codes," IEEE Transactionson Plasma Science, Vol.41, No.12, 2013.##

##[10] G. Galgani, M. Antonelli, M. Bandinelli, E. Scione and E.Scorzafava, "Charging Analysis Approach on COSMO Skymed Second Generation Spacecraft," 2016 ESA Workshop on Aerospace EMC (Aerospace EMC), Valencia, 2016, pp. 1-3.##

##[11] Imhof, C. "Simulation of the Electrostatic Charging of the MetOp‑SG Satellites in the Polar Auroral Zone," CEAS Space Journal, 2019.##

##[12] Imhof, C., Mank, H., Lange, J., "Charging Simulations for a Low Earth Orbit Satellite with SPIS Using Different Environmental Input ", 14th Spacecraft Charging Technology Conference, ESA/ESTEC, Noordwijk, NL, 04-08 APRIL 2016.##

##[13] Vania Jordanova Raluca Ilie Margaret Chen; “Ring Current Investigations: The Quest for Space Weather Prediction.” 1^st edition, Elsevier, 2020.##

##[14] B. Thiébault, J. M. Velez, J. Forest, P.Sarrailh, "SPIS 6, User Manual", Version: 3, 2019.##

##[15] M. M. Finckenor, Multilayer Insulation Material Guidelines, NASA, 1999##

##[16] D. G. Gilmore, "Spacecraft Thermal Control Handbook Volume I: Fundamental Technologies", 2002.##

##[17] Waets, F. Cipriani and S. Ranvier, "LEO Charging of the PICASSO Cubesat and Simulation of the Langmuir Probes Operation," IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 47, Issue 8, 3689-3698, 2019.##

##[18] ECSS, Spacecraft Charging, ECSS-E-ST-20-06C, 2019.##

علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

بهبود رسانایی حرارتی چسب‌های اپوکسی با استفاده از فیلرهای سرامیکی بورنیترید و آلومینا

مراجع

مراجع

دوره 2، شماره 2
اسفند 1401
صفحه 103-114

بهبود رسانایی حرارتی چسب‌های اپوکسی با استفاده از فیلرهای سرامیکی بورنیترید و آلومینا

مراجع

مراجع

دوره 2، شماره 2اسفند 1401صفحه 103-114

دوره 2، شماره 2
اسفند 1401
صفحه 103-114