导热高分子材料研究进展

讨论了提高聚合物导热性能的途径－合成高导热系数的结构聚合物，用高导热无机填料对聚合物进行填充复合。综述了导热高分子材料的研究成果：聚合物导热的基本概念和影响其导热性能的因素及导热系数的预测理论；聚合物基导热复合材料的选材、复合技术及其应用。指出了导热高分子材料的研究方向－－纳米导热填料的研究和开发；聚合物树脂基体的物理化学改性；聚合物基体与导热填料复合新技术的研究和开发；复合材料导热模型的建立、导热机理（特别是聚合物基体与导热填料界面的结构与性能对材料导热性能的影响）及导热通路的形成等；探索高导热本体聚合物材料的制备方法和途径等。对导热高分子材料的研究和开发有重要意义。     

导热高分子材料在包装印刷领域的研究进展

目的综述导热高分子材料在包装印刷领域的应用及研究现状,拓展导热高分子材料的应用领域。方法首先介绍2类导热高分子材料的制备方法,即本征型和填充型导热高分子材料;其次全面综述用于包装印刷领域的导热膜/纸、导热胶黏剂和导热油墨;最后总结常用的各类导热机理模型。结果与本征型导热高分子相比,填充型导热高分子具有加工简单、成本低廉、应用面广等优点,是目前研究最多的导热高分子材料。导热膜/纸、导热胶黏剂和导热油墨具有广泛的研究基础,市场需求旺盛。导热预测模型虽能够有效预测复合材料的热导率,但会受到填料含量和粒子形貌的影响。结论导热高分子材料在包装印刷领域拥有巨大的应用需求,开展导热高分子的研究具有重要的现实和理论意义。     

导热绝缘高分子复合材料的研究进展

介绍了导热绝缘高分子复合材料的导热机理及制备方法.论述了导热绝缘高分子复合材料的研究进展,包括导热绝缘填料、导热绝缘橡胶、导热绝缘塑料及导热绝缘胶粘剂的研究.最后阐述导热绝缘复合材料的应用及发展方向.     

导热高分子材料在电子封装领域应用研究

目的综述导热高分子材料在电子封装领域的应用。方法首先介绍了目前提高高分子材料导热性能的2种研究方法,即制备结构型和填充型导热高分子材料;其次分别概括了2种方法制备的导热高分子材料在国内外的研究进展,尤其对填充型导热高分子材料的研究情况进行了全面综述。结果填充型比结构型导热高分子材料在操作实施方面具有更大的优势,加工工艺简单,投资成本低,适用于大多数高分子材料,是目前制备导热高分子材料的主要研究方法,而且填料的种类、形状、粒径和表面处理都对提高高分子材料的导热性能有重要影响。结论提高高分子基体热导率应充分考虑多种因素的影响,在提高材料导热性能的同时应保证其他性能的稳定,以满足实际生产和生活需求。     

导热高分子复合材料的研究与应用

概述了导热高分子材料的应用开发背景，描述了近几年来导热塑料，胶粘剂和橡胶领域的研究开发进展。简单阐述了导热高分子材料的导热机理并对如何设计高导热高分子复合材料提出了几点建议。     

导热吸波材料的研究进展及未来发展方向

随着电子设备功率密度的提高,电子器件的电磁兼容和散热问题日趋严重,兼具双功能特性的导热吸波材料成为解决该问题的新趋势.目前,该类材料主要的研发思路是在高分子基体中同时加入导热填料和吸波剂以实现材料的导热吸波双功能.然而,橡胶等高分子材料中功能填料添加量存在最大限度,导热填料与吸波剂添加量存在此消彼长的问题,难以实现两种性能的协同提升.目前,尚无有效手段解决这一难题,只能通过协调两种功能填料的添加比例,确定材料导热和吸波性能的最优平衡点.鉴于影响材料导热性能和吸波性能的因素很多,且各因素之间相互影响,本领域学者通过研究填料组分之间的关系,综合分析了粒径、结构参数和成型工艺参数等因素对材料性能的影响,最终得到了对实际应用具有较高指导价值的组分调节机理和方法.经过十多年的发展,导热吸波材料的制备技术取得了长足进步,但仍存在一些技术瓶颈没有突破,制约着整个行业的发展.例如,缺乏材料微观结构和功能单元模型、通用设计理论不能指导实际工业生产、尚无兼具导热与吸波功能的单组分填料等问题都严重制约了导热吸波材料基础设计理论的发展.在导热吸波材料的工业化生产过程中,材料导热性能测试标准种类多,测试结果不具有对比性;而吸波性能目前存在两种评价方法,其在评价指标、测试原理、测试方法和测试标准等方面存在较大差异,检测结果无法横向比较.综上,目前导热吸波材料的性能评价缺少统一规范的标准,严重制约了产品的推广应用.同时,导热吸波材料的主要功能指标还需要进一步提升,以满足实际使用的需求.本文综述了导热吸波材料的研究历程和最新研究进展,分析了导热吸波材料研究中需要解决的问题,并展望了其未来的研究热点和技术发展方向,旨在为制备高性能导热吸波材料提供参考,提升行业技术水平,改善产品性能.     

SiC-BN填料杂化柔性电绝缘高导热材料EI北大核心CSCD

为满足导热高分子材料应用于可穿戴材料领域,文中以热塑性聚氨酯(TPU)为基体设计出柔性电绝缘导热复合材料,使用零维粒状碳化硅(SiC)与二维片状氮化硼(BN)为导热填料搭接密实的导热通路,研究了这2种不同维度导热填料杂化的最佳配比与填料杂化网络的搭接效果。实验结果发现,2%Si C-18%BN-TPU(体积分数)杂化体系的热导率是纯TPU的5倍,较单一填料20%BN-TPU体系热导率进一步提高。1. 5μm SiC可以在BN片层之间有效形成桥接结构,有利于搭接密实的导热通路。此外,研制的TPU-BN-SiC复合导热材料具有良好的电绝缘性和力学性能,可以用于柔性可穿戴材料基板、封装材料等领域。     

填料型高导热复合材料的研究现状与发展趋势

填料型导热复合材料是LED等半导体在封装及使用过程中一种常见的散热材料,它利用高导热填料填充具有密度小、可加工性能好、成本低廉等优点的高分子聚合物制备而成,对降低半导体器件的结温、增强其综合特性大有裨益。简要概述了近年来填料型导热复合材料的研究现状,并对其发展趋势进行了预测,以期为LED的实际散热需要提供技术参考,进而推动LED产业的发展。     

外加直流电场制备导热硅橡胶

运用氢氧化铝和氧化铝颗粒偶极距对电场响应的性质,分别以氢氧化铝和氧化铝填料制备了复合导热硅橡胶。通过建立单元体导热模型并运用有限元分析法研究了填料含量对复合导热材料有效导热率的影响规律。实验结果表明:外加直流电场下制备的氢氧化铝和氧化铝为填料的复合导热硅橡胶的有效导热率分别平均提高了约30%和11%,填料体积分数增至40%~50%时电场效应逐渐消失。这说明各形状、密度等不同的各向同性填料在电场作用下沿电场方向形成链状结构,复合材料沿电场方向的有效导热率可以得到一定程度提高。     

石墨和炭纤维分别改性热塑性聚酰亚胺 复合材料的导热行为

采用石墨、 炭纤维填充改善热塑性聚酰亚胺(TPI)材料的导热性能, 研究了填料物性对材料力学性能和导热行为的影响。在此基础上, 用Nielsen理论模型和有限元方法模拟了复合材料的导热行为, 进一步探讨了填料形状对材料导热系数的影响。研究表明: 炭纤维、 石墨填充TPI均能提高复合材料的导热性能; 用Nielsen理论模型预测石墨、 炭纤维填充TPI材料导热系数与实验值存在一定偏差; 采用有限元法模拟二维复合材料稳态导热行为, 能有效地预测复合材料的导热系数。基于材料内部热流分布模拟分析发现, 填料自身导热性能对复合材料导热行为的影响不明显; 与圆形填料相比, 方形填料改善材料导热性能效果显著。     

氮化硼及其在导热复合材料中的研究进展

目的 从氮化硼的表面改性、取向结构、形态含量以及杂化填料等4个方面介绍氮化硼填充导热复合材料的基础研究进展,为导热聚合物在电子封装领域的应用提供一定的研究思路。方法 通过对近年来国内外的相关文献进行分析和总结,归纳出微/纳氮化硼的产业化制备方法以及产品性能,并介绍微/纳氮化硼填料对聚合物基复合材料导热性能影响的研究情况。结论 氮化硼各方面均具有优异的性能,可用于制备填充型高导热复合材料。     

导热胶粘剂研究

导热胶粘剂因良好的导热及力学性能广泛应用于微电子封装以及热界面材料,对于电子元器件散热具有重要意义.介绍了导热胶粘剂导热原理、导热模型,分析了影响导热率的因素,以及提高导热率的途径;综述了导热非绝缘及导热绝缘胶粘剂的研究进展,最后展望了其应用前景.     

新型纳米铜导热硅脂的研制和性能研究

用惰性气体蒸发法和电弧等离子体法制备了纳米铜粒子,以此作为导热填料,研制出了具有高导热系数的新型纳米铜导热硅脂.在LGA 775和Socket 939计算机平台上进行了试验,结果表明,新型硅脂能大大降低CPU的工作温度,并对此进行了机理分析.     

聚合物复合材料导热性能的研究

论述了填充聚合物复合材料的导热性及其变化规律；总结了复合材料导热的理论模型和导热系数预测方程，对比研究了各种导热模型的区别与联系；分析了影响复合材料导热特性的因素。     

Anisotropic Thermal Diffusivity Measurements in Deforming Polymers and the Stress-Thermal Rule

In recent years, both experimental and theoretical research on energy transport in deforming polymeric materials has increased. Theoretical results indicate that the thermal conductivity in such systems is anisotropic, and support, analogous to the well-known stress-optic rule, the validity of a stress-thermal rule where the thermal conductivity and stress tensors are linearly related. In this study a method to measure the thermal diffusivity in deforming polymers has been developed. The method is based on an optical technique known as forced Rayleigh scattering. This sensitive and non invasive technique is shown to be capable of quantitative measurements of anisotropic thermal diffusivity in both static and dynamic (relaxing) polymers subjected to deformations. Results have been obtained for a polymer melt in step-shear strain flows and a cross-linked elastomer in uniaxial extension. Thermal diffusivity data are complemented by measurements of stress and birefringence so that evaluations of the stress-optic and stress-thermal rules can be made. Results show that the thermal diffusivity is enhanced in the flow (or stretch) direction compared to the equilibrium value and that the stress-thermal rule is valid for the modest deformations achieved in this study.     

不同填料复配对尼龙6/石墨烯复合材料导热性能的影响

高分子材料的绝热特性极大地限制了其作为导热材料在工业中的应用。选用多层石墨烯作为导热填料,并分别与导热填料氧化铝(Al_2O_3)和碳化硅(SiC)复配,探究导热填料的复配对尼龙6(PA6)复合材料导热性能的影响。加入质量分数为3%石墨烯时,PA6复合材料的热导率为0.548W·m^-1·K^-1,相比PA6基体提高161%。通过调节石墨烯与Al_2O_3和SiC复配的比例以及复合填料量,PA6复合材料的热导率可控在0.653~4.307W·m^-1·K^-1之间,最高是PA6基体的20倍。为拓展石墨烯在导热材料方面的应用及PA6导热材料在工业上应用提供了有价值的实验依据。     

Anomalous behavior of thermal conductivity and diffusivity in polymeric materials filled with metallic particles

Thermal properties of two composites prepared by using a polypropylene matrix filled with aluminum (slightly oxidized) and copper fillers were investigated. For each of these fillers two different particle sizes were used. We have shown an anomalous thermal behavior when these metallic fillers are slightly oxidized, i.e. higher thermal transport is obtained for PP/Al composites when using the largest particles. So, the PP/Al composites thermal behavior is not consistent with the PP/Cu ones and with the literature results reported for dielectric or conducting filler particles in a polymeric matrix. Thus, these PP/Al composites exhibit higher thermal transport properties than the homopolymer matrix where as electrical insulating properties of PP are preserved. This kind of composite structure might be of great interest in some technological applications where both good electrical insulation and high thermal conduction are required.     

Ice‐Templated Assembly Strategy to Construct 3D Boron Nitride Nanosheet Networks in Polymer Composites for Thermal Conductivity Improvement

Owing to the growing heat removal issue of modern electronic devices, polymer composites with high thermal conductivity have drawn much attention in the past few years. However, a traditional method to enhance the thermal conductivity of the polymers by addition of inorganic fillers usually creates composite with not only limited thermal conductivity but also other detrimental effects due to large amount of fillers required. Here, novel polymer composites are reported by first constructing 3D boron nitride nanosheets (3D‐BNNS) network using ice‐templated approach and then infiltrating them with epoxy matrix. The obtained polymer composites exhibit a high thermal conductivity (2.85 W m⁻¹ K⁻¹), a low thermal expansion coefficient (24–32 ppm K⁻¹), and an increased glass transition temperature (T_g) at relatively low BNNSs loading (9.29 vol%). These results demonstrate that this approach opens a new avenue for design and preparation of polymer composites with high thermal conductivity. The polymer composites are potentially useful in advanced electronic packaging techniques, namely, thermal interface materials, underfill materials, molding compounds, and organic substrates.