本征导热液晶环氧及其复合材料的研究进展

散热困难已成为制约微电子器件和电气绝缘设备日趋微型化的关键问题和技术瓶颈。传统导热环氧复合材料因热导率（k）与介电强度（E_b）之间难以协同提升及联调的矛盾而无法适应大功率、超高频微电子器件及高电压电力设备的绝缘封装的散热需求，而基于液晶（LCE）基元调控交联网络的结构有序性来提高k值而制备的本征导热环氧（ITCE）则同时具备高k及E_b性能。本论文分析了液晶环氧的微结构及本征导热机制，综述和归纳了基于不同结构液晶基元的ITCE的研究进展，系统分析了本征k的影响因素，探讨了液晶环氧及固化剂结构、温度、液晶基元含量及晶粒尺寸、外场辅助加工等因素对固化环氧的本征k的影响机制，阐述了提高液晶环氧的有序结构及本征k的途径和方法。最后，探讨了当前ITCE研究中存在的问题及展望了ITCE的未来发展方向。相比常规环氧，综合性能优异的ITCE代表了导热环氧的未来发展方向，基于ITCE的导热环氧复合材料在高频、高密度、微电子、高电压及大功率电力设备等领域具有潜在的重要用途。     

本征型导热绝缘聚合物材料的研究进展

导热绝缘材料对于元件散热、集成电路高性能化、节能环保具有重要作用。不同于填料型复合材料,本征型导热绝缘材料聚合物因其优良的电绝缘性、易加工性和良好的热导率而被广泛应用于工业领域。但大多数的综述都关注于填料型复合导热绝缘聚合物材料的发展上,对本征型导热绝缘聚合物材料的综述工作较少。因此,该工作针对于本征型导热绝缘聚合物材料的发展,总结了本征型导热绝缘聚合物材料的技术特点及研究进展,并对未来的发展方向进行了展望。     

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。     

高导热低填量聚合物基复合材料研究进展

高导热低填量聚合物基复合材料在电子封装和大功率电子设备等领域有着巨大需求。通常高导热聚合物是通过在高分子基体中均匀分散高含量的导热填料来实现的,然而较高填料含量会极大地恶化复合材料力学性能和提升材料经济成本,因此高填量复合材料很难满足当前工业应用上的需求。综述了近年来高导热低填量聚合物基复合材料制备研究进展,简要介绍了导热机制和影响低填量聚合物基复合材料导热性能的主要因素,按照不同填料类型介绍了一些热导率高于1.0 W/（m·K）且填充量低于10vol%的高导热低填量聚合物基复合材料的制备方法和研究进展,展望了高导热低填量聚合物基复合材料的发展方向。     

石墨烯导热材料研究进展

石墨烯作为一种具有超高热导率的二维纳米材料,在导热领域有着广阔的应用前景.本文综述了石墨烯导热材料的研究进展,介绍了石墨烯本征热导率及其层数、缺陷、边缘情况等对热导率的影响,分析了石墨烯纤维的研究现状及存在的问题,讨论了各类石墨烯导热薄膜(纯石墨烯薄膜/石墨烯杂化薄膜/石墨烯聚合物复合薄膜)热导率的影响因素,归纳总结了各类三维石墨烯导热材料(无规分散石墨烯三维复合材料和特定结构石墨烯三维复合材料)的结构、性能与研究现状,最后指出了目前几种导热材料研究存在的问题并展望了石墨烯未来导热领域的发展方向,尤其是在LED照明、智能手机等高功率、高度集成系统中,石墨烯导热材料有着良好的发展前景.     

选择性激光烧结3D打印聚合物及其复合材料的研究进展EI北大核心CSCD

选择性激光烧结技术(SLS)是一种以粉末为原料的3D打印技术,而高分子材料因其良好的理化性能和可加工性能,是运用最早且最为广泛的一种SLS材料,但目前SLS加工聚合物仍存在可加工材料种类少、制品性能低等缺点。通过向聚合物引入无机功能性填料制备SLS聚合物复合材料,是改善SLS聚合物制品的性能和实现制品功能化最简单可行的方法。文中介绍了适用于SLS打印的聚合物复合粉末的制备方法,综述了该领域国内外研究现状,并讨论了SLS高分子材料在未来的发展方向。     

选择性激光烧结3D打印聚合物及其复合材料的研究进展

选择性激光烧结技术(SLS)是一种以粉末为原料的3D打印技术,而高分子材料因其良好的理化性能和可加工性能,是运用最早且最为广泛的一种SLS材料,但目前SLS加工聚合物仍存在可加工材料种类少、制品性能低等缺点。通过向聚合物引入无机功能性填料制备SLS聚合物复合材料,是改善SLS聚合物制品的性能和实现制品功能化最简单可行的方法。文中介绍了适用于SLS打印的聚合物复合粉末的制备方法,综述了该领域国内外研究现状,并讨论了SLS高分子材料在未来的发展方向。     

高导热环氧树脂的研究进展

封装是电气工程和电子工业的重要组成部分,封装材料是决定封装成败和产品性能的关键因素之一,聚合物封装材料因可靠性与金属和陶瓷相当,成型工艺简单,且具有明显的价格优势,从而成为目前的主流封装材料.环氧树脂(EP)因收缩率小、耐热性好、密封性好及电绝缘性优良等特点,在电子封装材料领域的使用量达90％以上.近些年,随着电力设备功率密度的不断提升,电子器件的微型化以及向高温、高压、高频领域转变的发展趋势,纯环氧树脂0.2 W?m-1?K-1的低热导率使封装后的微细化超大规模集成电路以及电机运行等产生的热量难于释放,导致器件可靠性降低、寿命变短.发展高导热的环氧树脂封装材料成为必然选择.高导热环氧树脂具体包括本征型导热环氧树脂和填充型导热环氧树脂复合材料.当前,有关本征型导热环氧树脂的研究热点是通过化学合成刚性分子链或者容易结晶的小分子单体以及在分子链上引入液晶结构来提高环氧树脂的结晶度,减少声子散射.对于填充型导热环氧树脂而言,主要通过向环氧基体中添加高导热填料以构建导热通路,进而提高复合材料的热导率.但在低填充含量下往往无法构建有效的导热通路,而提高填充量又将影响材料的加工性与力学性能.与简单的共混相比,用高导热纳米填料构建3D框架可以极大地提高聚合物的热传递性能,但一般需要使用特殊工艺去除模板.本文综述了近些年关于环氧树脂导热性能的研究现状,给出了两种类型导热环氧树脂的制备方法,重点分析了提升其热导率的机制.进一步阐述了高导热填料的尺寸、形状、分布形态对填充型导热环氧树脂热导率的影响.最后,结合环氧树脂导热性能研究中存在的一些问题,展望了其未来的发展方向.     

氮化硼功能化改性高分子导热复合材料的制备及性能研究进展

高导热绝缘材料在应对日益严峻的电子元器件领域的热管理问题中的应用广泛,以氮化硼改性高分子基导热复合材料已成为其中的研究热点之一。引入具有高导热系数的氮化硼纳米材料,不仅可以解决高分子材料热导率低的问题,还能使得所制氮化硼改性高分子导热复合材料的力学性能、电绝缘性能和热稳定性能得到提升。文中简要介绍了氮化硼的结构特性及各种制备方法,结合课题组的研究工作综述了六方氮化硼从功能化、取向分散、三维导热网络构建3个方面对高分子材料的改性,以及六方氮化硼和零维、一维、多元导热填料协同杂化高分子材料。最终,提出现阶段六方氮化硼改性高分子导热复合材料存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了分析与展望。     

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.     

聚合物基绝缘导热复合材料中碳系填料的研究进展

集成电路产业的高质量发展对其产业链中配套材料的绝缘导热性能提出了更高的要求.具有高导热、低密度、活性表界面等优异特性的碳系材料在聚合物基复合材料中的基础研究,对于高性能绝缘导热材料的性能提升及应用发展至关重要.基于此,本文系统地综述了聚合物基绝缘导热复合材料中碳系填料的研究进展.首先,介绍了聚合物基复合材料的导热机制、...     

基于界面结构调控硅粒子/聚偏氟乙烯复合材料介电性能

为降低硅粒子/聚偏氟乙烯(Si/PVDF)复合材料体系的介电损耗(tanδ)及提高其击穿强度(E_b),采用高温氧化及聚苯乙烯(PS)包覆法,制备出两种分别具有SiO₂单壳及SiO₂@PS双壳的Si@SiO₂和Si@SiO₂@PS核壳结构粒子。采用FTIR、XRD和TEM分析测试了核壳粒子的壳层结构。分析测试证明,Si粒子表面存在SiO₂和PS壳层。结果表明,相比未改性Si/PVDF复合材料,SiO₂外壳显著降低和抑制了Si@SiO₂/PVDF复合材料的tanδ和漏导电流;PS层改进了Si/PVDF复合材料的界面相容性,促进其在基体中均匀分散。双壳结构Si@SiO₂@PS/PVDF复合材料呈现出最低tanδ和最高E_b。Si@SiO₂/PVDF和Si@SiO₂@PS/PVDF复合材料介电性能的改善归因于Si表面SiO₂及SiO₂@PS绝缘界面层有效阻止了半导体Si粒子间的直接接触,极大抑制了损耗。此外,Si/PVDF复合材料相界面缺陷减少及界面相容性改善均有效降低了局部电场畸变,提高了体系的E_b。Si@SiO₂@PS/PVDF复合材料在1 kHz下介电常数高达48,tanδ低至0.07,E_b约为6 kV/mm,在微电子器件及电力设备领域具有潜在的应用价值。      

1D/2D Carbon Nanomaterial‐Polymer Dielectric Composites with High Permittivity for Power Energy Storage Applications

With the development of flexible electronic devices and large‐scale energy storage technologies, functional polymer‐matrix nanocomposites with high permittivity (high‐k) are attracting more attention due to their ease of processing, flexibility, and low cost. The percolation effect is often used to explain the high‐k characteristic of polymer composites when the conducting functional fillers are dispersed into polymers, which gives the polymer composite excellent flexibility due to the very low loading of fillers. Carbon nanotubes (CNTs) and graphene nanosheets (GNs), as one‐dimensional (1D) and two‐dimensional (2D) carbon nanomaterials respectively, have great potential for realizing flexible high‐k dielectric nanocomposites. They are becoming more attractive for many fields, owing to their unique and excellent advantages. The progress in dielectric fields by using 1D/2D carbon nanomaterials as functional fillers in polymer composites is introduced, and the methods and mechanisms for improving dielectric properties, breakdown strength and energy storage density of their dielectric nanocomposites are examined. Achieving a uniform dispersion state of carbon nanomaterials and preventing the development of conductive networks in their polymer composites are the two main issues that still need to be solved in dielectric fields for power energy storage. Recent findings, current problems, and future perspectives are summarized.     

高介电常数聚合物基复合材料研究进展

本文概述了目前高介电聚合物基复合材料的主要问题,论述了铁电陶瓷、导电颗粒(金属粒子、石墨、碳纳米管)改性高介电复合材料的国内外研究进展;重点介绍了酞菁铜、聚苯胺改性全有机高介电复合材料,探讨了存在的主要问题,并指出提高介电常数、储能密度,减小介电损耗,降低制备成本是未来发展的方向。     

高性能钛酸钡/聚合物复合材料的研究进展

具有高介电常数(k)的钛酸钡/聚合物复合材料,兼有钛酸钡陶瓷和聚合物的各自优势,是一种有广泛应用前景的电子材料,因而备受关注。综合给出了近5年来高性能钛酸钡/聚合物复合材料的研究进展,分析指出了原材料选择、制备工艺及其对复合材料介电性能的影响,概括介绍了这类复合材料的主要应用,预测展望了其未来的发展趋势。     

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。     

聚合物热电复合材料的研究进展

本文综述了碳纳米材料/聚合物、半导体合金/聚合物、金属纳米粒子/聚合物以及聚合物/聚合物等热电复合材料的研究进展。简要分析了热电复合材料的性能提升机理及现有材料尚存在的问题,并指出了聚合物热电复合材料今后的发展方向。