Vor kurzem hat Sun Rong, ein Forscher am Institut für fortgeschrittene Materialien, Institut für fortgeschrittene Technologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften, eine Reihe von Fortschritten in der Forschung von Hochleistungs-und Wärmeleitmaterialien gemacht.
Moderne elektronische Geräte werden allmählich immer stärker integriert und haben eine höhere Leistung.Wenn die im Inneren des Geräts erzeugte Wärme nicht effektiv abgeführtwird, führt dies zu einem thermischen Ausfall.Um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von elektrischen Geräten sicherzustellen, wird eine effektive Wärmeableitung ein Hindernis für elektronische Geräte. Die Hauptfaktoren für die Produktentwicklung Die Lösung von thermischen Problemen hängt von der Entwicklung von Wärmeleitmaterialien ab.Wärmeleitende Materialien bestehen normalerweise aus wärmeleitenden Füllstoffen und einer Polymermatrix.Lösungsmischung ist eine übliche Methode zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit statistisch verteilten Füllstoffen, jedoch aufgrund interner Füllstoffe Wenn keine effektiven Verbindungen vorhanden sind, ist die Wärmeleitfähigkeit der Verbundwerkstoffe gewöhnlich gering.Das Fehlen von Füllstoffen im Wärmepfad bedeutet, dass die Phononen an der GrenzflächeFüllstoff / Matrix mehr Wärme abgeben, was zu einer größeren Grenzfläche führt. Thermische Beständigkeit.Auf der anderen Seite wird die Zugabe einer großen Menge an Füllstoffen (> 60 Gew .-% / Vol .-%) eine bessere Wärmeleitfähigkeit ergeben, aber es wird die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit der Verbundwerkstoffe ernsthaft beeinflussen.Sie ist schwierig zu verwenden Composites, wie man eine hohe Wärmeleitfähigkeit bei einem niedrigeren Füllstoffgehalt erreicht, ist immer noch eine große Herausforderung.
Panel nach dem, was Menschen Team wärmeleitenden, ein kleines Licht hat und dergleichen durch die konstruktive Gestaltung des Füllstoffes Orientierung, Bildseitenverhältnis und die Kombination der hohen Wärmeleitfähigkeit von Siliciumcarbid-Nanodrähte wurden durch das Template-Methode Macroorientation Eis Carbid Leitungsnetz hergestellt und als hohe Wärmeleitfähigkeit Kompositfüllstoffs für Phononen hergestellt, durchläuft das Polymer durch ist der bequemste Weg, um einen Füllstoffkanal innerhalb des Polymers zu etablieren. So eine lineare Füllstoff mit hohem Wärmeleitfähigkeit Polymerverbundstoff, umfassend thermisch zeigen enorme Leistungssteigerung. die Wirkungsgrad des wärmeleitenden Verbundmaterials zu verbessern, 3 bis 8-mal ist die Effizienz der Wärmedämm-Verbundmaterial anderer Berichte, eine interne hohe Wärmeleitfähigkeit Kompositmaterial ein dreidimensionales Netzwerk von miteinander verbundenen Verpackungs aufweist, hat eine großes Potential im Bereich des Wärmemanagements. Weitere Beiträge zum Vertically Aligned und verschaltet SiC Nanodrahtnetzwerke führen zu deutlich Wärmeleitfähigkeit von Polymer Composites Verbesserte ( „Verbundwerkstoff eine hohe thermische Leitfähigkeit von Siliziumcarbid Außenfläche der Ausrichtlinie Netzwerk mit“) veröffentlicht Online-Zeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces (DOI: 10.1021 / acsami .8b00328).
Das Team machte auch Fortschritte beim Aufbau eines dreidimensionalen Bornitrid-Graphen-Wärmeleitungsnetzwerkes: In der Vergangenheit mussten die Forscher bei der Herstellung des dreidimensionalen Gerüsts ein Bindemittel hinzufügen, um dem dreidimensionalen Füllstoffgerüst eine gewisse mechanische Festigkeit zu verleihen. Die Fehlanpassung der Phononenspektren zwischen dem Bindemittel und dem Füllstoff wird jedoch die Wärmeübertragung der Füllstoffmatrix selbst schwächen, so dass die Wärmeleitfähigkeit des Polymermatrixverbundstoffs, der das dreidimensionale Füllstoffgerüst enthält, oft nicht ideal ist.Das Projektteam kommuniziert mit dem Phonon. Das Bornitrid und Graphen mit ähnlichen Eigenschaftensind zusammengebaute Einheiten, und ein orientiertes Phonon-Wärmeleitungsnetzwerk ist konstruiert.Die Wärmeleitfähigkeit des Verbundmaterials außerhalb der Ebene erreicht 5,05 Wm-1K-1, höher als die anderer bekannter Bornitrid-basierter Verbundmaterialien. Wärmeleitfähigkeitswerte Verwandte Arbeiten Konstruktion eines dreidimensionalen Skeletts für Polymerverbundstoffe Erzielen einer hohen Wärmeleitfähigkeit (veröffentlicht in der Zeitschrift Small (DOI: 10.1002 / smll.201704044).
Die Gruppe auch vorgeschlagen, ein neues Verfahren Material geformt werden. Begrenzt durch Faktoren wie Kosten und Produktionsanlagen, vakuumunterstützten Filtertechnik und Eis Templating Selbstmontagetechnik schwierig ist, Industrialisierung, nicht in der Lage zu erreichen, um Chinas elektronischer Materialien der Industrie beizutragen. Dementsprechend wird ein TF wurde kleinen Licht erforscht und entwickelt, ein einfaches, schnelles Verfahren zur Herstellung von Makro- und thermisch leitfähigen Füllstoff. durch füllstoffhaltigen flüssige wässrige Dispersion wird in flüssigem Stickstoff direkt fallen gelassen, gefriergetrocknet und die einfache Bindung eines selbstfahrenden Vorrichtung kann erfolgreich konstruieren Aerogel dimensional sphärische Füllstoffe enthalten. eine solche kugelförmige Füllstoff eine große spezifische Oberfläche und Porosität, die thermische Leitfähigkeit direkt beteiligt, die das Netzwerk in die Konstruktion, welche die thermischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen wirksam erhöhen kann, mit Hilfe einer selbstfahrenden Vorrichtung realisiert Experimente werden kann Raumgröße Kleinserienfertigung. Darüber hinaus ist diese besondere Mikrostruktur in der Adsorption und Energiesektor zeigte auch eine großes Potenzial. relevante Papiere flüssiger Stickstoff angetriebenen Aufbau von Nanomaterialien in schwammige Milli für verschiedene Anwendungen ( „Herstellung von flüssigem Stickstoff Multifunktionsantrieb Dreidimensionaler Aerogel-Ball) Online veröffentlicht im Journal Jo Urnal der Materialchemie A (DOI: 10.1039 / C8TA00310F).
Mehr Forschung konzentrierte sich auf Wissenschaft und Technologie F & E-Projekte (2017YFB0406000), Provinz Guangdong Finanzierung innovativer Forschungsteam (2011D052), Provinz Guangdong Key Laboratory (2014B030301014) und der Shenzhen Municipal Wissenschaft und Technologie und andere Projekte.
Abbildung 1. Schematische Darstellung des Wärmeübertragungsprinzips eines dreidimensionalen Siliziumcarbid-Draht-Netzwerks
Abbildung 2. Schematische Darstellung des Wärmeübertragungsprinzips eines dreidimensionalen Bornitrid-Graphen-Netzwerks
Abbildung 3. Schematische Darstellung des Prinzips der Präparation von dreidimensionalen Aerogel-Kugeln
