TWI429533B - Polymer based composite and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本發明係關於電子複合材料技術領域，尤指一種經過鈍化後且具不同粒徑大小的金屬粒子摻雜於聚合物基材中以提高熱導率的一種聚合物基複合材料。
隨著微電子技術和印刷電路板組裝技術的高速發展，加上輕薄短小以及多功能、高速化的產品需求，電子裝置的元件勢必面臨內部空間狹小、不易散熱等問題，而使得電子裝置操作時溫度升高而導致操作穩定度不佳，甚至降低使用壽命，而盡可能於製程中使用具有良好導熱性質的材料，則係為解決此類技術問題的管道之一。因此，開發低介電損失、高導熱率的電子元件封裝材料成為當前學術界與產業界的研發重點。
傳統的金屬材料雖具高導熱性，但因其抗腐蝕性差且具導電性，因此在電子元件封裝技術的運用受到限制；而廣泛使用於大功率混合積體電路中的陶瓷材料，如氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2
O3
)以及氧化鈹(BeO)，其雖具有相當高的導熱性，但因其線膨脹係數與矽不甚匹配、質地脆硬難以加工、生產成本較高與加工溫度較高，而限制了陶瓷材料的運用。
近年來，針對提高電子封裝材料的熱導率與介電性能的研究逐漸增加，主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)等高分子聚合物為基材，此類聚合物基材具有良好耐化學腐蝕、機械加工成型性、電絕緣性能、抗疲勞性；但，聚合物的導熱性能通常較金屬、陶瓷等差，因此於基材中添加具有高導熱性的強化材，例如金屬、纖維或其他無機材料等等，以提升複合材料的導熱性能。
然而，若為了提高熱導率而增加所添加之強化材的體積比，經常使複合材料整體的機械性能與加工性能亦隨之急劇降低；若所添加的強化材係為高導熱性且具導電性的材料，則於提高熱導率的同時，亦會提高介電常數與增加介電損耗；若所添加的強化材為高導熱性的絕緣材料，則又難以達到理想的熱導率。普遍而言，依目前對於絕緣材料之性質要求，現有技術缺少一種熱導率大於3 W/m‧K以及低介電損耗的聚合物基複合材料，而經由文獻檢索，發現到與本發明相關的參考文獻：J.W. Xu,C. P. Wong,Appl. Phys. Lett.
Vol. 87,p.082907(2005)，主要是以表面經鈍化的均一粒徑之鋁粉為強化材以提高複合材料之介電性能，且其熱導率以及介電性並不理想。基於上述可見，此一技術瓶頸相當亟需突破，以利相關產業上的運用。
有鑒於現有技術以聚合物材料為基材的複合材料不易製備出具有高導熱性的電子絕緣封裝材料，因此本發明之各發明人係於西安交通大學電信學院電子材料研究所致力於電子材料之研究，而研發出一種具有高導熱性之聚合物基複合材料，以突破現有技術之瓶頸。
為達到上述創作目的，本發明提供一種聚合物基複合材料，其包含有：一基材，其係由聚合物材料所構成；以及一分散於該基材中的強化材，其係包含有經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體，且基材所佔的體積百分比為50至90%，而強化材所佔的體積百分比為10至50%，以整體體積為基礎。
較佳的，該強化材中，微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的體積比為5:1至30:1。
較佳的，該強化材之微米級金屬粉體的粒徑為1微米至20微米。
較佳的，該強化材之奈米級金屬粉體的粒徑約為10奈米至100奈米。
較佳的，該強化材之微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的表面均分別包覆有一氧化層，該氧化層係經由鈍化處理所形成。
較佳的，該強化材係由包括選自於由鋁、鉻、鎳、鐵、鉬、鈷、鎢、鉭、鈮以及其等之組合所構成的群組。
較佳的，該基材係選自於由聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯甲基酸甲酯、聚亞醯胺、環氧樹脂以及其等之組合所構成的群組。
本發明另提供一種如上所述之聚合物基複合材料的製造方法，其步驟包含有：提供經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體；對經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體進行分散處理；將分散處理後的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體依一定的體積比例混合並形成一強化材；提供一基材，該基材係由聚合物材料所構成；以及將該強化材與該基材依一定的體積比例混合製備成一聚合物基複合材料，且該聚合物基複合材料中，基材所佔的體積百分比為50至90%，而強化材所佔的體積百分比為10至50%，以整體體積為基礎。
較佳的，該強化材中，微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的體積比為5:1至30:1。
較佳的，該強化材中，微米級金屬粉體的粒徑為1微米至20微米。
較佳的，該強化材中，奈米級金屬粉體的粒徑為10奈米至100奈米。
較佳的，在本發明之方法中，所述的提供經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體係包括：提供一金屬；將該金屬粉碎成微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體；以及對微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體進行鈍化處理，藉以取得該等經鈍化處理的金屬粉體。
較佳的，該鈍化處理係包括使微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的表面形成一氧化層。
較佳的，形成該氧化層的方法係可為由空氣加熱氧化法、強氧化劑氧化法及其他可替代之方法。
較佳的，形成該氧化層的方法係可為空氣加熱氧化法，其係將微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體置於一高溫環境，並對該等金屬粉體進行乾燥一段時間。
較佳的，該高溫環境之溫度係介於100℃至150℃之間。
較佳的，對該等金屬粉體進行乾燥的時間係介於18小時至36小時之間。
較佳的，形成該氧化層的方法係可為強氧化劑氧化法，其所使用的強氧化劑為濃硫酸、硝酸、氯酸、碘酸、二鉻酸鉀或過錳酸鉀。
較佳的，該分散處理包括將經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體置於一溶劑中，並加入分散劑而形成一懸浮溶液，而後對該懸浮溶液進行超音波震盪處理一段時間。
較佳的，該溶劑係為一有機溶劑，且該溶劑係可為無水乙醇、丙酮、二甲基甲醯胺及其他可替代之方式。
較佳的，該有機溶劑係為無水乙醇，且該等呈鈍化態的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體與無水乙醇的體積比係為1：1。
較佳的，該分散劑係可為矽烷偶聯劑(silane coupling agent)、酞酸酯偶聯劑、矽酸酯偶聯劑及其它可替代之物質。
較佳的，該分散劑係為矽烷偶聯劑，且其添加量為有機溶劑體積的1至3%。
較佳的，該超音波震盪處理所需的時間介於0.5小時至3小時之間。
較佳的，該強化材係由選自於由鋁、鉻、鎳、鐵、鉬、
鈷、鎢、鉭、鈮以及其等之組合所構成的群組。
較佳的，該聚合物材料係選自於聚偏二氟乙烯[poly(vinylidene fluoride),PVDF]、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯[poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene)],P(VDF-TrFE)]、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚丙烯甲基酸甲酯[poly(methyl methacrylate),PMMA]、聚亞醯胺(polyimide,PI)、環氧樹脂(epoxy resin)以及其等之組合所構成的群組。
較佳的，由該強化材與基材混合製成聚合物基複合材料的方法係可為粉末共混法、溶液法、熱壓法或其他可替代之方法。
綜合以上所述，藉由不同粒徑大小的金屬粉體，分別經過鈍化處理後混合成強化材並加入聚合物基材中，即可製備出具有高熱導率的聚合物基複合材料，且仍能夠維持一定程度的低介電損耗，以利於應用在電絕緣封裝材料上，亦可應用於任何需要導熱絕緣的場合。此外，本發明之方法的程序簡單、製造成本低，且操作參數便於控制，無論是在實驗室小規模生產或是工業上的大規模生產皆能夠實現本發明，確實具有其實用性。
以下配合圖式及本發明之較佳實施例，進一步詳細說明本發明為達成預定創作目的所採取的技術手段。
請參閱圖1所示，本發明之聚合物基複合材料的製備方法包括以下步驟：提供一金屬；該金屬係可為鋁、鉻、鎳、鐵、鉬、鈷、鎢、鉭、鈮或其他可替代之金屬材料。
將該金屬粉碎成微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體；該微米級金屬粉體的粒徑大小係為1微米至20微米；該奈米級金屬粉體的粒徑大小係約為10奈米至100奈米。
對微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體進行鈍化處理，以使微米級與奈米級的金屬粉體均呈現鈍化態；所述之鈍化處理係於該等金屬粉體表面形成一氧化層，其可藉由空氣加熱氧化法、強氧化劑氧化法或其他可替代之方法而為之；其中，空氣加熱氧化法係將該等金屬粉體置於高溫環境中乾燥一段時間後，於該等粉體的表面形成一層氧化層；強氧化劑氧化法係利用強氧化劑如濃硫酸、硝酸、氯酸、碘酸、二鉻酸鉀、過錳酸鉀或其他可替代之強氧化劑與該等金屬粉體作用，而於該等粉體表面形成一氧化層。
對鈍化處理後的該等金屬粉體進行分散處理，以避免該等鈍化金屬粉體產生團聚，而不利於後續製程；所述之化學分散處理係將呈鈍化態的該等金屬粉體置於一溶劑中並加入分散劑，形成一懸浮溶液，而後對該懸浮溶液進行超音波震盪一段時間，以加強該等金屬粉體的分散效果，並使分散劑均勻地包覆於該等鈍化金屬粉體表面。其中，所述之溶劑係可為一有機溶劑，例如無水乙醇、丙酮、二甲基甲醯胺或其他可替代之溶劑，於本發明之較佳實施例中係使用無水乙醇作為溶劑，且該等金屬粉體與溶劑所混合的體積比係可為1:1；所述之分散劑係可為矽烷偶聯劑(silane coupling agent)、酞酸酯偶聯劑、矽酸酯偶聯劑或其他可替代之物質。
將經分散處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體依一定的體積比例混合並形成一強化材；該體積比例係為5:1至30:1之間。
提供一基材；該基材係由聚合物材料所構成，且該聚合物材料係可為聚偏二氟乙烯[poly(vinylidene fluoride),PVDF]、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯[Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene),P(VDF-TrFE)]、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚甲基丙烯酸甲酯[poly(methyl methacrylate),PMMA]、聚亞醯胺(polyimide,PI)、環氧樹脂(epoxy resin)或其他可替代之聚合物所構成。
將該強化材與該基材依一定的體積比例混合並以適當的製備方法製備出該聚合物基複合材料，其係可藉由粉末共混法、溶液法或熱壓法為之；其中，基材所佔的體積百分比係為50至90%，該強化材所佔的體積百分比為10至50%。
以下列舉數個實施例用於示範本發明，這些實施例並非以任何方式欲限制本發明的範圍，但用於指示如何實施本發明的材料及方法。
實施例
一、本發明利用鋁金屬製備強化材的方法
本實施例例示製備強化材的流程步驟，其主要利用具有不同粒徑大小的鋁金屬粉體，經鈍化處理與化學分散處理之後，依適當的比例混合製成鋁強化材。
1.提供一鋁金屬材料，經X射線衍射光譜(x-ray diffraction,XRD)測試確定為純鋁，不含任何雜質；將該鋁金屬材料粉碎成粒徑約為1微米至20微米的微米級鋁粉體以及粒徑約為50奈米的奈米級鋁粉體。
2.取10 g粉碎後的微米級鋁粉體進行鈍化處理；該鈍化處理係於120℃下的有氧環境中乾燥24小時，使微米級鋁粉體的表面形成一氧化層；而後藉由120目的篩網過篩，得到一呈鈍化態的微米級鋁粉體。
3.同步驟2.，得到一呈鈍化態的奈米級鋁粉體。
4.將微米級鋁粉體與奈米級鋁粉體進行化學分散處理，以阻止鋁粉體產生團聚；該化學分散處理係將該等鋁粉體分別置於5至10 g的無水乙醇中，加入矽烷偶聯劑並且進行超音波震盪處理1小時，使該等鈍化態之鋁粉體的表面皆均勻包覆一層矽烷偶聯劑。
5.經化學分散處理的該等鈍化態之鋁粉體分別依5:1至30:1之間的體積比例進行混合，進而形成一鋁強化材。
二、本發明利用鋁金屬製備強化材並與PVDF基材混合製成複合材料的製備方法
本實施例例示製備本發明之聚合物基複合材料的流程步驟，其主要利用具有不同粒徑大小的鋁金屬粉體，經鈍化處理與化學分散處理之後，依適當的比例混合製成鋁強化材，再與聚偏二氟乙烯(PVDF)為基材，將兩者依適當體積比例混合並製成本發明之複合材料。
1.提供一鋁金屬材料，經XRD測試確定為純鋁，不含任何雜質；將該鋁金屬材料粉碎成粒徑約為1微米至20微米的微米級鋁粉體以及粒徑約為50奈米的奈米級鋁粉體。
2.取10g粉碎後的微米級鋁粉體進行鈍化處理；該鈍化處理係於120℃下的有氧環境中乾燥24小時，使微米級鋁粉體的表面形成一氧化層；而後藉由120目的篩網過篩，得到一呈鈍化態的微米級鋁粉體。
3.同步驟2.，得到一呈鈍化態的奈米級鋁粉體。
4.將微米級鋁粉體與奈米級鋁粉體進行化學分散處理，以阻止鋁粉體產生團聚；該化學分散處理係將該等鋁粉體分別置於5至10 g的無水乙醇中，加入矽烷偶聯劑並且進行超音波震盪處理1小時，使該等鈍化態之鋁粉體的表面皆均勻包覆一層矽烷偶聯劑。
5.經化學分散處理的該等鈍化態之鋁粉體分別依5:1、10:1、16:1、18:1、19:1、20:1、21:1、22:1、24:1、30:1的體積比例進行混合，而得到十份不同體積比例組成的鋁強化材。
6.提供一基材，且該基材係由聚偏二氟乙烯(PVDF)所構成；將上述步驟5.所製備的每一份強化材以相同體積比例分別與該基材混合，並置於雙螺桿擠出機中，於溫度為180℃、轉速60 rpm的環境下進行混煉、擠出以及造粒等程序，以形成一複合材料。
7.將經造粒後的該複合材料置入模具中，於平板硫化機上於溫度200℃以及壓力為50 Mpa的環境下進行熱壓成型，所需時間為25分鐘，經熱壓成型後即可得一由該等呈鈍化態的鋁粉體所製成之強化材以及PVDF基材所構成的複合材料。
三、本發明利用鎳金屬製備強化材並且與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材混合製成複合材料的製備方法
本實施例例示製備本發明之聚合物基複合材料的流程步驟，其主要利用具有不同粒徑大小的鎳金屬粉體，經鈍化處理與化學分散處理之後，依適當的比例混合製成鎳強化材，再與聚偏二氟乙烯(PVDF)為基材，將兩者依適當體積比例混合並製成本發明之複合材料。
1.提供一鎳金屬材料，經XRD測試確定為純鎳，不含任何雜質；將該鎳金屬材料粉碎成粒徑約為1微米至20微米的微米級鎳粉體以及粒徑約為50奈米的奈米級鎳粉體。
2.取10 g粉碎後的微米級鎳粉體進行鈍化處理；該鈍化處理係於120℃下的有氧環境中乾燥24小時，使微米級鎳粉體的表面形成一氧化層；而後藉由120目的篩網過篩，得到一呈鈍化態的微米級鎳粉體。
3.同步驟2.，得到一呈鈍化態的奈米級鎳粉體。
4.將微米級鎳粉體與奈米級鎳粉體進行化學分散處理，以阻止鎳粉體產生團聚；該化學分散處理係將該等鎳粉體分別置於5至10 g的無水乙醇中，加入矽烷偶聯劑並且進行超音波震盪處理1小時，使該等鈍化態之鎳粉體的表面皆均勻包覆一層矽烷偶聯劑。
5.經化學分散處理的該等鈍化態之鎳粉體分別依5:1、10:1、16:1、18:1、19:1、20:1、21:1、22:1、24:1、30:1的體積比例進行混合，而得到十份不同體積比例組成的強化材。
6.提供一基材，且該基材係由聚偏二氟乙烯(PVDF)所構成；將上述步驟5.所製備的每一份鎳強化材以相同體積比例分別與該基材混合，並置於雙螺桿擠出機中，於溫度為180℃、轉速60 rpm的環境下進行混煉、擠出以及造粒等程序，以形成一複合材料。
7.將經造粒後的該複合材料置入模具中，於平板硫化機上於溫度200℃以及壓力為50 Mpa的環境下進行熱壓成型，所需時間為25分鐘，經熱壓成型後即可得一由該等鈍化態鎳粉體所製成之強化材以及PVDF基材所構成的複合材料。
四、本發明之本發明利用鎳金屬製備強化材並且與PMMA基材混合製成複合材料的製備方法
本實施例例示製備本發明之聚合物基複合材料的流程步驟，其主要利用具有不同粒徑大小的鎳金屬粉體，經鈍化處理與化學分散處理之後，依適當的比例混合製成鎳強化材，再與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為基材，將兩者依適當體積比例混合並製成本發明之複合材料。
1.提供一鎳金屬材料，經XRD測試確定為純鎳，不含任何雜質；將該鎳金屬材料粉碎成粒徑約為1微米至20微米的微米級鎳粉體以及粒徑約為50奈米的奈米級鎳粉體。
2.取10 g粉碎後的微米級鎳粉體進行鈍化處理；該鈍化處理係於120℃下的有氧環境中乾燥24小時，使微米級鎳粉體的表面形成一氧化層；而後藉由120目的篩網過篩，得到一呈鈍化態的微米級鎳粉體。
3.同步驟2.，得到一呈鈍化態的奈米級鎳粉體。
4.將微米級鎳粉體與奈米級鎳粉體進行化學分散處理，以阻止鎳粉體產生團聚；該化學分散處理係將該等鎳粉體分別置於5至10g的無水乙醇中，加入矽烷偶聯劑並且進行超音波震盪處理1小時，使該等鈍化態之鎳粉體的表面皆均勻包覆一層矽烷偶聯劑。
5.經化學分散處理的該等鈍化態之鎳粉體分別依5：1、10：1、16：1、18：1、19：1、20：1、21：1、22：1、24：1、30：1的體積比例進行混合，而得到十份不同體積比例組成的鎳強化材。
6.提供一基材，且該基材係由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所構成；將上述步驟5.所製備的每一份鎳強化材以相同體積比例分別與該基材混合，並置於雙螺桿擠出機中，於溫度為170℃、轉速60rpm的環境下進行混煉、擠出以及造粒等程序，以形成一複合材料。
7.將經造粒後的該複合材料置入模具中，於平板硫化機上於溫度200℃以及壓力為50Mpa的環境下進行熱壓成型，所需時間為25分鐘，經熱壓成型後即可得一由該等鈍化態鎳粉體所製成之強化材以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基材所構成的複合材料。
五、鋁強化材與PVDF基材所混合製成的聚合物基複合材料之性質
如圖2所示，其係為鋁強化材與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材以1：1的體積比例所製成之聚合物基複合材料的電子
顯微掃描圖。其中該鋁強化材係由微米級鈍化鋁粉體與奈米級鈍化鋁粉體以20：1的體積比例所混合製成。
如圖3所示，其係為不同鋁強化材分別與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材以1：1的體積比例所構成之複合材料的熱導率測定結果圖。其中，橫軸表示該鋁強化材中，微米級鈍化鋁粉體與奈米級鈍化鋁粉體所組成之體積比例。由此結果可知，當鋁強化材中的微米級鈍化鋁粉體與奈米級鈍化鋁粉體以20：1的比例混合時，該鋁強化材的熱導率達到一最大值，其係3.258W/m‧K。
如圖4所示，其係為不同鋁強化材分別與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材以1：1的體積比例所構成之複合材料的介電損失測定結果圖，其中該鋁強化材係由微米級鈍化鋁粉體與奈米級鈍化鋁粉體依不同體積比例所組成。由此結果可知，在不同的電場頻率之下，介電損耗(dielectric loss,tan δ)隨著頻率增加而有升高之趨勢，但變化不大，其值係於0.02至0.15之間。
由上述可知，所製備之複合材料的熱導率又與強化材中金屬粉體的粒徑大小、以及不同粒徑之金屬粉體的體積比例有關，藉由不同粒徑大小之鈍化金屬粉體依適當的體積比共同摻雜於聚合物基材內而製成的複合材料，確實能夠具備高導熱性、低介電損失之性質，利於應用在電子封裝材料的產業領域。
以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作有任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通
常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。
圖1為本發明之聚合物基複合材料之製造方法的流程圖。
圖2為鋁強化材與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材以1：1的體積比例所製成之聚合物基複合材料的電子顯微掃描圖。
圖3為不同鋁強化材分別與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材以1：1的體積比例所構成之複合材料的熱導率測定結果圖。
圖4為不同鋁強化材分別與聚偏二氟乙烯(PVDF)基材以1：1的體積比例所構成之複合材料的介電損失測定結果圖。
Claims (17)
- 一種聚合物基複合材料，其包含有：一基材，其係由聚合物材料所構成；以及一分散於該基材中的強化材，其係包含有微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體，微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的體積比為5：1至30：1，且該等金屬粉體均經鈍化處理而呈現鈍化態；且基材所佔的體積百分比為50至90%，而強化材所佔的體積比為10至50%，以整體體積為基礎。
- 如申請專利範圍第1項所述之聚合物基複合材料，其中該強化材之微米級金屬粉體的粒徑介於1微米至20微米之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之聚合物基複合材料，其中該強化材之奈米級金屬粉體的粒徑介於10奈米至100奈米之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之聚合物基複合材料，其中該強化材之微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的表面均分別包覆有一氧化層；該氧化層係經由鈍化處理所形成。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之聚合物基複合材料，其中，該強化材係由包括選自於由鋁、鉻、鎳、鐵、鉬、鈷、鎢、鉭、鈮以及其等之組合所構成的群組。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之聚合物基複合材料，其中該基材係選自於由聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯甲基酸甲酯、聚亞醯胺、環氧樹脂以及其等之組合所構成的群組。
- 一種如申請專利範圍第1項所述之聚合物基複合材 料之製造方法，其係包括：提供經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體；對經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體進行分散處理；將分散處理後的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體依一定的體積比例混合並形成一強化材，其中該微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的體積比為5：1至30：1；提供一基材，該基材係由聚合物材料所構成；以及將該強化材與該基材依一定的體積比例混合製備成一聚合物基複合材料，且該聚合物基複合材料中，基材所佔的體積比為50至90%，該強化材所佔的體積比為10至50%，以整體體積為基礎。
- 如申請專利範圍第7項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中提供經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體係包括：提供一金屬；將該金屬粉碎成微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體；以及對微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體進行鈍化處理，藉以取得該等經鈍化處理的金屬粉體。
- 如申請專利範圍第8項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中該鈍化處理係包括使微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體的表面形成一氧化層。
- 如申請專利範圍第9項所述之聚合物基複合材料之 製造方法，其中形成該氧化層的方法係選自由空氣加熱氧化法、強氧化劑氧化法及其等之組合所構成的群組。
- 如申請專利範圍第10項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中形成該氧化層的方法係為空氣加熱氧化法，其係將微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體置於一高溫環境，並對該等金屬粉體進行乾燥。
- 如申請專利範圍第7項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中該分散處理包括將經鈍化處理的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體置於一溶劑中，並加入分散劑而形成一懸浮溶液，而後對該懸浮溶液進行超音波震盪處理。
- 如申請專利範圍第12項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中該溶劑係為一有機溶劑，且該溶劑係選自由無水乙醇、丙酮、二甲基甲醯胺及其等之組合所構成的群組。
- 如申請專利範圍第13項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中該溶劑係為無水乙醇，且該等呈鈍化態的微米級金屬粉體與奈米級金屬粉體與無水乙醇的體積比係為1：1。
- 如申請專利範圍第12項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中該分散劑係選自由矽烷偶聯劑、酞酸酯偶聯劑、矽酸酯偶聯劑及其等之組合所構成的群組。
- 如申請專利範圍第15項所述之聚合物基複合材料之製造方法，其中該分散劑係為矽烷偶聯劑，且其添加量為有機溶劑體積的1至3%。
- 如申請專利範圍第7至16項任一項所述之聚合物基 複合材料之製造方法，其中將該強化材與基材混合製成聚合物基複合材料的方法係為粉末共混法、溶液法或熱壓法。
Priority Applications (1)
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| TW100108056A TWI429533B (zh) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Polymer based composite and its manufacturing method |
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| TW201236857A TW201236857A (en) | 2012-09-16 |
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