Thermal conductivity and specific heat of an epoxy resin/epoxy resin composite material at low temperatures

Abstract

The thermal conductivity and the specific heat of pure and filled epoxy resins are measured in the temperature range between 2 and 80 K. In order to study the low-temperature thermal conductivity of the filled samples without any acoustic mismatch a filler completely identical with the matrix material is used. The characteristic plateau of the thermal conductivity of amorphous solids between 5 and 15 K is extented to elevated temperatures with growing filler content. A second plateau of the thermal conductivity between 30 and 50 K is observed. It is suggested that the second plateau arises from a mechanism which is due to the anisotropic bending forces in polymers and related materials. Die Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität reiner und gefüllter Epoxidharze werden bei Temperaturen zwischen 2 und 80 K gemessen. Um die Wärmeleitfähigkeit der ge-füllten Proben bei tiefen Temperaturen ohne akustische Fehlanpassung zu untersuchen, wird ein Füllstoff verwendet, der mit dem Matrixmaterial völlig identisch ist. Das für amorphe Festkörper charakteristische Plateau der Wärmeleitfähigkeit zwischen 5 und 15 K wird mit steigendem Füll-stoffgehalt zu höheren Temperaturen hin ausgedehnt. Ein zweites Plateau wird in der Wärme-leitfähigkeit zwischen 30 und 50 K beobachtet. Es wird ein Mechanismus vorgeschlagen, wonach dieses zweite Plateau mit den anisotropen Bindungskräften in Polymeren und polymerähnlichen Materialien zusammenhängt.