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      Jinggangshan Economic Development Zone, Ji' an 343000, Jiangxi, China

      氮化硼:先進熱管理材料離不開的您

      信息來源:本站 | 發布日期: 2024-04-03 08:50:54 | 瀏覽量:58475

      摘要:

      電子元器件的高集成特別需要散熱好的材料,非常耀眼的聚合物導熱添加劑,氮化硼被認為是最理想的一種。然而,提高聚合物和氮化硼填充復合材料的導熱性能,遇到兩方面的障礙。一是填充劑和基體之間以及填充劑和填充劑之間界面間的阻礙;二是填充劑不能在基體內良好分散,不…

      電子元器件的高集成特別需要散熱好的材料,非常耀眼的聚合物導熱添加劑,氮化硼被認為是最理想的一種。然而,提高聚合物和氮化硼填充復合材料的導熱性能,遇到兩方面的障礙。一是填充劑和基體之間以及填充劑和填充劑之間界面間的阻礙;二是填充劑不能在基體內良好分散,不僅不能有效改善導熱還降低了基體的力學性能。中科院深圳技術研究院和香港中文大學聯合署名,在Composites Communications 24 (2021) 100650發表文章,文章提出構筑三維網絡結構提高聚合物/氮化硼導熱性能研究方案。

      導熱機理。

      兩種導熱形式聲子導熱和電子導熱)中,聚合物主要表現為聲子導熱。解釋聚合物/氮化硼填充復合材料導熱的兩種理論:一個是導熱路徑理論The thermally conductive pathway theory”;二是逾滲理論“ The thermal percolation theory”。

      影響聚合物復合材料導熱的因素。

      聚合物基體、填料以及它們之間的界面?;w方面有結晶度、分子鏈的取向、分子間作用力、聚合物加工參數、等等;填料本體導熱特性、添加量、粒度、分散性、取向;等等;界面之間的化學極性及分子間作用力。

      聚合物/氮化硼導熱復合材料加工。

      作者提出構筑三維網絡的加工方法對提高復合材料的導熱性能非常有效。這幾種方法分別是:

       

      A. 熱壓。 

      熱壓制備的聚苯乙烯/聚丙烯/氮化硼三元復合材料熱導率在氮化硼含量為50 wt %時達到5.57 W/(m?K) 。

      圖片


      氮化硼經偶聯劑改性,熱壓制備的聚合物/氮化硼/氮化鋁三元復合材料熱導率在氮化硼和氮化鋁含量為40 wt %時達到2.60 W/(m?K) 。

      圖片


      B. 真快輔助過濾。

      采用真空輔助過濾制備的木質素聚合物/氮化硼/天然橡膠三元復合材料熱導率在氮化硼含量為25 wt %時達到1.17 W/(m?K) 。

      圖片


      依照珍珠形態,采用真空輔助過濾制備的聚乙烯醇/氮化硼復合材料熱導率在氮化硼含量為6 wt %時達到6.90 W/(m?K) 。


      圖片


      C. 模板自組裝。

      采用模板自組裝制備的木質素聚合物/氮化硼復合材料熱導率在氮化硼納米片含量為9.29 wt %時達到2.85 W/(m?K) 。

      圖片


      采用模板自組裝制備的環氧樹脂聚合物/氮化硼復合材料熱導率在氮化硼納米片含量為34 wt %時達到4.42 W/(m?K) 。


      圖片


      采用模板自組裝制備的環氧樹脂/聚二氟乙烯/氮化硼復合材料熱導率在氮化硼納米片含量為21 wt %時達到1.47 W/(m?K) 。

       

      D. 3D打印。

      采用3D打印獲得了熱導率最高的聚合物/氮化硼復合材料。制備的聚合物氮化硼復合材料熱導率在氮化硼納米片含量為60 wt %時達到9.0 W/(m?K) 。

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