面外导热系数超过9 W/m.K的高分子基热界面材料

发布时间:2019年12月14日

随着科学技术的进步和发展,电子封装、能源、汽车、航空航天和电机电器等领域对热界面材料的导热性能提出了更高的要求。现有技术制备的高分子基热界面材料的导热系数一般较低,尤其在热界面材料的垂直方向(0.05-3 Wm-1K-1)。传统的高分子基热界面材料通常需要高含量的导热填料才能够大幅度地提高导热性能。由于导热填料在聚合物中无规分布,难以形成连续的导热通道,且高含量的填料将会使成本提高,力学性能降低。对于高分子材料,热量是通过链段的振动(声子)来传递的,且在填料与聚合物间,填料与填料间的界面热阻对复合材料的导热性产生极大的阻碍作用。因此,构建高效的导热通道降低界面热阻是提高热界面材料导热系数的关键因素。在本工作中,我们创造性的设计了一种高效的导热通路:球形导热填料在热界面材料的厚度方向呈单层规整排列,且球形导热填料被高导热的二维导热填料包裹,此结构最大程度减小了填料之间的界面热阻,充分利用了导热填料本征的导热系数。最终制备的热界面材料垂直导热系数高达9 Wm-1K-1,为文献所报道同类热界面材料的最高值,同时保持优异的机械性能。

PIC-CP.jpg

Chang-Ping Feng, Li-Bo Chen, Guo-Liang Tian, Lu Bai*, Rui-Ying Bao, Zheng-Ying Liu, Kai Ke, Ming-Bo Yang, Wei Yang*, Robust Polymer-based Paper-Like Thermal Interface Materials with a Through-Plane Thermal Conductivity over 9 Wm-1K-1Chemical Engineering Journal录用时间:2019.12.09.