Недавно Сунь Ронг, исследователь Института передовых материалов Института передовых технологий Китайской академии наук, сделал ряд исследований в области исследований высокопроизводительных и теплопроводящих композиционных материалов.
Современные электронные устройства постепенно становятся все более интегрированными и имеют более высокую мощность.Если тепло, генерируемое внутри устройства, не будет эффективно рассеиваться, это вызовет потерю тепла. Для обеспечения работоспособности и срока службы электрических устройств эффективная теплоотдача становится ограничением для электронных устройств. Основные термины для разработки продукта: разрешение тепловых проблем зависит от разработки материалов для теплового управления. Теплопроводные материалы обычно состоят из теплопроводящих наполнителей и полимерной матрицы. Смешивание растворов является распространенным методом получения композитов, содержащих случайно распределенные наполнители. Однако из-за внутренних наполнителей В отсутствие эффективных взаимосвязей теплопроводность композитов обычно низка. Отсутствие наполнителей в тепловом пути означает, что фононы будут рассеивать больше тепла на границе наполнителя / матрицы, что приведет к большему интерфейсу. С другой стороны, добавление большого количества наполнителей (> 60 мас.% / Об.%) Даст лучшую теплопроводность, но это будет серьезно влиять на механические свойства и технологичность композиционных материалов. Его трудно использовать, поэтому для теплопроводности Композиты, как достичь высокой теплопроводности при более низком содержании наполнителя, по-прежнему остается большой проблемой.
Основываясь на структурном дизайне ориентации наполнителей и высокой теплопроводности и пропорции нанопроволок из карбида кремния, команда теплопроводящей группы Mo Yimin и Zeng Xiaoliang использовали метод шаблонов льда для подготовки макроскопически ориентированной сети карбида карбида кремния. Наполнители создают высокотеплопроводные композиты. Для фононов самым простым способом проникновения в полимер является установление канала наполнителя внутри полимера, поэтому полимерные композиты, содержащие высокотермически проводящие линейные наполнители, будут обладать теплопроводностью. Значительное улучшение характеристик. Теплопроводность композитного материала в 3-8 раз больше, чем у других сообщаемых теплоизоляционных композиционных материалов. Композит с высокой теплопроводностью с трехмерной взаимосвязанной сетью наполнителей имеет большой потенциал для управления температурой. Связанные статьи Вертикально выровненные и взаимосвязанные сети наносетей SiC, ведущие к значительно улучшенной теплопроводности полимерных композитов Опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces (DOI: 10.1021 / acsami) .8b00328).
Команда также добилась прогресса в создании трехмерной сети теплопроводности нитрида бора-графена. В прошлом исследователям приходилось добавлять связующее в процессе подготовки трехмерной структуры, чтобы сделать трехмерный скелет-наполнитель с определенной механической прочностью. Однако рассогласование фононных спектров между связующим и наполнителем будет ослабить теплопередачу самой матрицы наполнителя, поэтому теплопроводность композита полимерной матрицы, содержащего трехмерный скелет-наполнитель, часто не идеальна. Команда проекта связывается с фононом. Нитрид бора и графен со схожими свойствами собираются в единицу, и построена ориентированная фононная сеть теплопроводности. Неплоская теплопроводность композиционного материала достигает 5,05 Вт-1 К-1, что выше, чем у других представленных композиционных материалов на основе нитрида бора. Значения теплопроводности. Связанные статьи Построение трехмерного скелета для полимерных композитов, достигающих высокой теплопроводности (опубликовано в журнале Small (DOI: 10.1002 / smll.201704044).
Команда также предложила новый метод формирования материала. Благодаря таким факторам, как стоимость и производственное оборудование, технология вакуумной фильтрации всасывания и технология самосборки методом ледяного шаблона трудно реализовать индустриализацию и не могут способствовать развитию промышленности электронных материалов в Китае. Таким образом, исследовательская группа Цзэн Сяоляна исследовала и изобрела простой, быстрый и макро-метод для получения теплопроводящих наполнителей. Путем прямого отбрасывания водной дисперсии, содержащей наполнитель, в жидкий азот, в сочетании с сушкой вымораживанием и простым автоматическим двигательным устройством, его можно успешно построить. Трехмерный сферический наполнитель аэрогеля Этот сферический наполнитель имеет большую пористость и удельную поверхность. Он непосредственно участвует в строительстве сети теплопроводности и может эффективно улучшить теплопроводность композитного материала. Эксперименты могут быть выполнены с помощью автоматического двигательного устройства. Кроме того, эта специальная микроструктура также обладает большим потенциалом для применения в областях адсорбции и энергии. Связанные документы Жидкостная азотная сборка наноматериалов в губчатые миллисферы для различных применений Трехмерный шар аэрогеля) Опубликовано онлайн в журнале Jo Урнал химии материалов A (DOI: 10.1039 / C8TA00310F).
Вышеуказанное исследование было поддержано основными научно-исследовательскими проектами Министерства науки и техники (2017YFB0406000), Провинциальной исследовательской группой провинции Гуандун (2011D052), Гуандунской провинциальной ключевой лабораторией (2014B030301014) и Проектом науки и технологий Шэньчжэня.
Рисунок 1. Принципиальная схема принципа теплопередачи трехмерной карбидной карбидной сетки
Рисунок 2. Схема принципа теплообмена трехмерной сети нитрид-графена бора
Рисунок 3. Принципиальная схема принципа изготовления трехмерных шаров аэрогеля
