氮化硼/聚合物导热复合材料界面热阻调控研究进展

随着5G时代的发展，电子器件领域的热管理问题日发严峻。氮化硼（BN）是一类高热导率（TC）、高绝缘的导热填料，广泛应用于热管理领域，包括六方氮化硼（h-BN）、氮化硼纳米片（BNNS）和氮化硼纳米管（BNNT）。然而，BN表面呈化学惰性，其与基体或其他填料间亲和力低、声子谱失配等，导致了填料与基体/填料间存在明显的界面热阻，限制了复合材料TC的提升，难以满足使用要求。因此，如何调控界面热阻、设计BN/聚合物导热复合材料的热传导界面，并提高复合材料的导热能力是当前亟待解决的难题。研究者分别从理论模拟与实验验证两个角度对热流在界面传导的差异及其原因进行探索。在理论研究中，将分子动力学（MD）模拟及有限元模拟（FEA）等方法结合有效介质模型及其优化模型、Foygel模型等能够对界面热阻（ITR）进行深入的理论模拟与分析；其中，影响界面热阻的关键参数包括BN含量、尺寸及晶体状态、BN的分布形貌等。在实验设计中，为了改善填料与基体间界面热阻，首先对BN表面共价键改性或表面包覆，随后结合聚合物种类设计相应的官能团来改善BN与聚合物的界面作用力；其中BN表面的共价键改性对BN本身晶体结构有一定的破坏...     

聚乙烯醇/淀粉挤出发泡材料的泡孔结构调控及压缩特性EI北大核心CSCD

采用挤出发泡的方法制备了聚乙烯醇(PVA)/淀粉(St)泡沫,研究了机头压力、淀粉含量和成核剂二氧化硅(SiO_(2))对泡孔结构的影响,探索了定应变和变应变下泡沫的压缩特能。结果表明,挤出发泡棒材泡孔尺寸从中心到边缘呈梯度递减的趋势,提高转速能有效增大模头熔体压力、减小泡孔尺寸、提高泡孔密度。通过控制淀粉和SiO_(2)含量可调控泡沫的泡孔结构,提高SiO_(2)含量可使泡沫具有更加均匀的泡孔结构、更小的泡孔直径,而提高淀粉含量可使PVA/St材料的熔体黏度下降、泡孔结构均匀性下降、泡孔壁增厚。循环压缩结果表明,增加淀粉和SiO_(2)含量可以增强泡沫的压缩强度,当淀粉质量分数为30%、SiO_(2)质量分数为3%时,泡沫压缩强度达到350 KPa、回弹率达到89.4%。泡沫的能量吸收量和吸能效率随淀粉含量的增加而上升,但在定应变模式下,随循环次数增加而下降,随应变的增加而上升。