纳米TiO2、ZrO2对苯基硅橡胶性能的影响研究(2)
2.3.2TiO2/苯基硅复合材料、ZrO2/苯基硅复合材料的制备11
2.4纳米粒子/苯基硅复合材料的性能表征.11
2.4.1红外光谱（FT-IR）测试11
2.4.2折射率测试11
2.4.3扫描电镜（SEM）分析.12
2.4.4介电性能测试.12
2.4.5紫外可见光透过率测试.12
2.4.6电阻率测试.12
2.4.7激光导热测试分析.12
2.4.8动态热机械分析（DMA）12
3实验结果与讨论13
3.1偶联剂改性纳米粒子红外光谱（FT-IR）分析13
3.2纳米粒子对苯基硅橡胶光学性能的影响.14
3.2.1纳米填料对苯基硅橡胶折射率的影响.14
3.2.2纳米填料对苯基硅橡胶透光率的影响.15
3.3纳米粒子对苯基硅橡胶电学性能的影响.17
3.3.1纳米填料对苯基硅橡胶介电性能的影响.17
3.3.2纳米填料对苯基硅橡胶电阻率的影响.18
3.4纳米粒子苯基硅橡胶复合材料的DMA分析19
3.5纳米粒子苯基硅橡胶复合材料的导热性能分析.22
3.6纳米粒子苯基硅橡胶复合材料的透射电镜图分析.23
4结论25
致谢.26
参考文献.27
1 绪论
1.1 LED简介 LED（Light Emitting Diode）发光二极管，是一种半导体固体发光器件，在近几年在国内得到大力发展的光源， 它使用固体半导体芯片作为发光材料，可以直接将电能转为辐射能和可见光因为它具有高效节能、绿色环保、长寿、性能稳定可靠、聚光好等优点，所以被称为“固态照明”[1-3]。LED 从发现到现在已有 100 多年历史，从最先于 1907 年发现的由生导体材料制备的二极管具有发光性能，到 1962 年，发红色光的 LED 面世，，科学家们通过不懈努力，陆续开发出黄、绿、橙色 LED系列。在1966 年，蓝光 LED面世，而白色 LED 则于 1998 年成功研发出世[4-7]，为人类照明史带来了一次飞跃。目前，全世界的科学家都试图研究出性能更为优良的 LED光源。 LED 按功率分一般可以规为普通型和功率型两类，功率型由于其体积小，制造过程中对环境污染少，而且其耗电量仅仅为传统光源耗电的 10%等诸多优点而被广泛应用于照明设备中，极大可能会成为下一代照明光源[8]。 尽管 LED 具有以上所说的众多优点，但其发光和发光效率上不如传统白炽灯。就目前而言，LED 的光电转换效率仅仅为 20%，剩下的 80%的电能主要转为热能，但是如果这些热量在 LED 产品内部长时间的聚集，就会对产品的发光性能产生较大影响，如何能将积累的热量有效地排出，则成为 LED 能得到进一步发展的重点[9]。一般来说，当 PN结温度升高时， 而LED的发光强度就会得到相应减弱。 当温度趋近室温， 温度每升高1℃，则 LED本身的光强度就会减弱 1%左右[10]。
1.1.1 LED封装介绍 因为单一的 LED 芯片对环境要求较苛刻，比如：周围环境的腐蚀力和物理冲击力要小等，所以 LED产品封装就尤为重要，这也是 LED芯片能成功走向产品的重要中间环节之一。就 LED 芯片而言，封装的作用是增强电信号和增强电信号的连接。特别是对白光LED，除上述作用外，封装还能起着调节色温和显色性两大作用[11]。理论上而言，LED可以长时间工作却不失效。但是由于静电、高温、潮湿等会对芯片造成严重影响。因此LED 封装技术有利于保证 LED 的长久工作，减少环境对 LED 的损害。以前，LED 芯片具有：低封装、小尺寸、低功率要求等原因，其封装技术通常采用引脚式[12]，其结构如图1所示。这种封装形式具有在后续的装配和使用比较方便的特点。而随着科学技术的发展，出现了多样的 LED 应用产品，比如电脑显示屏、手机背光屏等，便出现了四引脚食人鱼式和表明贴片式封装技术，其结构如图 2所示[12]。 图 2 四引脚食人鱼式和表明贴片式封装形式 到20世纪90年代后，我们对 LED亮度有了更高的要求，而且 LED功率的增加使散热重新成为急需解决的问题。早期的封装技术使热量只能通过引脚传出，降低了 LED的散热能力。而当功率高于 0.1W 时，就会出现明显的性能下降甚至死灯等问题。所以发展改进大功率的 LED封装技术已成为一种迫切需求。在1998年，美国 Lumileds 推出了Luxeon 支架式封装形式，其结构如图3所示。其主要采用表面贴装技术，从而达到强化LED封装的散热能力[12]。1.1.2 LED封装材料的研究意义 由于单一的 LED芯片易受到环境中不良因素的影响，单纯的 LED芯片很难直接应用在发光设备中，所以就必须对 LED进行封装。对于封装材料，需要其具有良好的密封性、粘结性及光学性能、良好的机械性能和良好的电学性能，目前使用的封装材料主要有环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 、聚碳酸酯（PC），玻璃、有机硅等高透明材料[13]。 除此以外，LED封装还有如下目的：（1）改善并提高晶片性能； （2）提高晶片散热；（3）保护晶片抵御辐射、水气、氧气及外界的破坏，提高可靠度；（4）设计各种封装模式满足不同领域。 一般封装的主要功能包括机械支撑、散热、信号传递、芯片保护等。而 LED 的封装必须能够保护芯片在正常的电流下工作，使其不受到机械、热、潮湿及其 他的外部冲击，还要文持工作状态下芯片的温度不超过允许范围，并具有完成电 气互连及输出可见光的双重功能，既有电参数又有光参数的设计及技术要求，涉 及光、热、电和机械结构（材料特性）等方面，这些因素彼此独立，又相互影响。 其中，光是 LED 封装的目的，热是关键，电和机械材料是手段，而性能是具体体现[14-15]。其复杂性决定了 LED 封装技术的特殊性。 所以作为 LED封装中关键的一个组分——封装材料的研究就显得非常的重要。