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            東莞東超新材料科技有限公司

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            六方氮化硼:邁向高導(dǎo)熱率、輕量化和低成本的導(dǎo)熱復(fù)合材料

            六方氮化硼:邁向高導(dǎo)熱率、輕量化和低成本的導(dǎo)熱復(fù)合材料
            東超  2024-05-29  |  閱讀:364

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                在電子信息時(shí)代,高性能導(dǎo)熱材料的需求日益增長(zhǎng)。作為給企業(yè)提供功能性粉體導(dǎo)熱解決方案,我們面臨的挑戰(zhàn)是在保持性能的同時(shí),還要追求更輕的重量和更低的成本。導(dǎo)熱復(fù)合材料,特別是含有六方氮化硼(hBN)的復(fù)合材料,成為了我們研究的熱點(diǎn)。

                   導(dǎo)熱復(fù)合材料的“不可能三角”    

            經(jīng)濟(jì)學(xué)中有“不可能三角”理論,而在材料科學(xué)中,我們也面臨類似的問題:在技術(shù)路線不變的情況下,要同時(shí)實(shí)現(xiàn)“更高的導(dǎo)熱率”、“更輕的重量(密度)”和“更低的成本”幾乎是不可能的。通常,我們只能追求其中的兩個(gè)目標(biāo)。

                  六方氮化硼的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)    

            六方氮化硼作為一種新型導(dǎo)熱填料,具有低密度和高熱導(dǎo)率的特性,同時(shí)還有優(yōu)異的電絕緣性能。這使得它在電子元件導(dǎo)熱領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。然而,由于其高性能粉體的制備和應(yīng)用技術(shù)尚不成熟,六方氮化硼的成本較高,這成為了我們降低導(dǎo)熱復(fù)合材料成本的關(guān)鍵難題。

                  低填充量策略    

            在傳統(tǒng)制備工藝中,我們通常需要將六方氮化硼隨機(jī)分布在基體中。理論上,填充量越高,導(dǎo)熱性能越好,但這也會(huì)帶來成本上升和材料性能下降的問題。因此,如何在低填充量的情況下保持高導(dǎo)熱率,成為了我們研究的重點(diǎn)。

                  優(yōu)化熱傳導(dǎo)通道    

            六方氮化硼的層狀結(jié)構(gòu)使其具有各向異性,這為我們建立高效熱通道提供了條件。我們可以通過加工過程中的剪切力或拉伸力,或者利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)等外力,使導(dǎo)熱填料在復(fù)合材料內(nèi)部發(fā)生取向,從而優(yōu)化熱傳導(dǎo)通道。

                  3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與雜化填料    

            構(gòu)建3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以形成連續(xù)的導(dǎo)熱通路,降低界面熱阻,提高導(dǎo)熱性能。此外,通過添加不同種類、形狀和尺寸的導(dǎo)熱填料,我們可以增加填料密度,利用填料間的協(xié)同作用,在降低添加量的情況下,獲得具有優(yōu)良導(dǎo)熱性能的復(fù)合材料。

                  雙逾滲結(jié)構(gòu)    

             通過特殊制備工藝,我們可以在由兩種不同聚合物共混形成的基體中,使導(dǎo)熱填料選擇性地分布在其中一種連續(xù)相中。這種雙逾滲結(jié)構(gòu)可以在相同填料添加量下,獲得更高的導(dǎo)熱系數(shù)。






            參考來源:

            [1]柯雪等,氮化硼功能化改性高分子導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能研究進(jìn)展

            [2]陳汪菲,功能化氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能研究



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