隨著電子設備不斷向高功耗、微型化、集成性發(fā)展,其能量密度大幅提高,隨之帶來越來越嚴峻的散熱問題;失效的熱管理將導致設備卡頓、電路破壞,埋下嚴重的安全隱患。設計制備高性能的散熱材料來保障電子元器件可靠運行已經成為未來電子技術發(fā)展的主要瓶頸之一。而導熱橡膠復合材料是其中極為關鍵的成員,在航空航天、電子電器、軍工裝備、通信、LED照明顯示等領域發(fā)揮著不可替代的作用。本論文以超高熱導率、高柔性、多功能性等為性能目標,基于微-納導熱填料三維網絡結構的構筑這一設計思路,實現了多種不同類型高性能導熱橡膠復合材料的制備及其“結構-性能”研究,為新型導熱橡膠復合材料的發(fā)展提供理論支撐和技術指引。主要創(chuàng)新性研究內容和結果總結如下:1.針對傳統(tǒng)導熱橡膠復合材料高密度、難加工等問題,受“果凍”制造的啟發(fā),以可得然膠作為凝膠劑,采用水相泡沫模板法制備了三維氮化硼（3D BN）水凝膠,直接對其熱空氣干燥成功構筑了 3D BN氣凝膠——3D BN導熱網絡;最后真空浸漬硅橡膠得到3D BN-PDMS復合材料。采用X射線斷層掃描技術直觀觀察到復合材料中BN網絡的微觀空間分布。所得復合材料在低BN含量（25.4 wt%）... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：202 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）第一代計算機；（ｂ）聯(lián)想新款高性能、高便攜性筆記本電腦Ｔｈｉｎｋ?Ｐａｄ?Ｃａｒｂｏｎ?ＸＩ；??（ｃ）華為海思新一代５?ｎｍ芯片；（ｄ）早期電話；（ｅ）華為高性能折疊屏概念手機；（ｆ）英特爾??微處理器的熱設計功率和晶體管數量的時間表⑶；（ｇ）華為公司自研面向“５Ｇ”的巴龍５０００基??帶芯片；（ｈ）蘋果公司超高性能臺式機及其（ｉ）滿功率運行狀態(tài)下熱紅外成像圖??

過填補１Ｃ芯片和散熱器接合時產生的微空隙??及表面凹凸不平的孔洞，排除其中的空氣，從而降低界面熱阻提高熱傳遞效率，是熱??管理中極其關鍵的材料［７］（圖ｌ－２ｂ）。??／〇＼?Ｈ＃ａｔ?ｆｌｏｗ??痛??Ｌａｍｉｎａｔｅ?——??一??——＾１??（ｂ）?在界面層的溫度梯度變化??／ｌｔ?ｚ?？??熱界面材料（Ｔｈｅｒｍａ丨丨ｎｔｅｒｆａｃｅ?Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）?溫度??ＢＬＴ—邊界層厚度（Ｂｏｕｎｄａｒｙ?Ｌａｙｅｒ?Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）??圖１－２?（ａ）電子封裝結構［６］；?（ｂ）熱界面材料的工作原理示意圖［７］??３??

常是熱的不良導體，具有極其低的熱導率（一般小于０．３?Ｗ（ｍ?Ｋ）），通常很難滿足ＴＩＭ??的使用需求。由于本征型高導熱聚合物的設計極為困難，因此，目前填充高導熱填料??提升聚合物熱導率是簡單有效的方法，己經被廣泛應用［８］。高導熱填料通常包括陶瓷??填料（如氧化鋁、氮化鋁、氮化硼等），金屬填料（銀、銅等）還有近年來研究火熱的??碳納米填料（石墨烯、碳納米管等）。由于填充了高導熱填料，導熱高分子復合材料通??常具備不錯的熱導率，能夠滿足導熱界面材料的要求。??［１．?’?（ｍｍ??圖１－３導熱高分子復合材料的應用領域??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌｌｙ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｐｏｌｙｍｅｒ－ｂａｓｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ??圖１－３總結了幾類典型導熱高分子復合材料應用領域�？梢钥闯�，除了應用于前??述的固－固界面?zhèn)鳠釓娀奶畛洳牧稀獰峤缑娌牧贤�，導熱高分子復合材料在新興??柔性電子器件、ＬＥＤ照明顯示、電池系統(tǒng)等的熱管理中也不可或缺作為一類新型??的具有良好綜合性能的導熱材料，導熱高分子復合材料在許多方面己經替代傳統(tǒng)的金??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Modified graphite filled natural rubber composites with good thermal conductivity[J]. Junping Song,Lianxiang Ma,Yan He,Haiquan Yan,Zan Wu,Wei Li.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(05)



本文編號：3465948