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氮化硼納米片增強(qiáng)聚乙烯熱界面材料
信息來源:本站 | 發(fā)布日期: 2023-04-19 08:55:53 | 瀏覽量:503661
隨著現(xiàn)代社會消費(fèi)者對便攜式電子設(shè)備的需求不斷增加,電子設(shè)備向著更小、更輕、多功能的方向發(fā)展。因此電子元件的高度集成度導(dǎo)致電子電路中單個元件產(chǎn)生的熱量越來越多,散熱問題面臨一系列挑戰(zhàn)。在實(shí)際工作狀態(tài)下,如果廢熱不能及時排除,集中的高溫會對電子電路中的元器…
熱界面材料(TIMs)是有效轉(zhuǎn)移或去除電子器件廢熱以避免器件因工作在過熱條件下而發(fā)生故障的重要和不可或缺的材料。然而,為了填充散熱器與TIM接觸面之間的細(xì)小氣隙,需要在高壓下進(jìn)行壓縮過程,這可能會破壞電子電路的組件,無法完全填充大的氣隙。
熱熔膠(HMA)由于其能夠與大多數(shù)材料快速而牢固地結(jié)合,并且與其他TIMs相比易于操作,近年來作為解決上述問題的材料而引起了人們的關(guān)注。此外,在融化過程中,HMA具有高流動特性,可以充分填充散熱片接觸面存在的氣隙,提高傳熱效率,這是一個優(yōu)勢,可以大大提高器件的性能和耐用性。
低密度聚乙烯(LDPE)因其優(yōu)異的絕緣性能、較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的循環(huán)利用性能,是目前極具吸引力的HMA型TIMs聚合物基體之一。然而,盡管其具有優(yōu)良的機(jī)械和化學(xué)性能,以及方便的操作過程,但其低的通平面導(dǎo)熱系數(shù)和較差的形狀穩(wěn)定性阻礙了其作為TIM的實(shí)際應(yīng)用可能性。
因此,許多研究開發(fā)了LDPE與六方氮化硼納米片(BNNS)相結(jié)合的高導(dǎo)熱復(fù)合材料,以在熔體粘附過程中實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱和形狀穩(wěn)定。然而,較強(qiáng)的化學(xué)鍵和強(qiáng)的范德華力會導(dǎo)致BNNS與LDPE的相容性較低,從而導(dǎo)致BNNS與LDPE界面處的相分離和重新聚集。因此,由于這些問題引起的熱阻增加,這可能會大大降低制備好的BNNS/LDPE復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。如何解決BNNS與LDPE界面熱阻的問題是合成TIMs材料的關(guān)鍵問題。
02成果掠影
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韓國的Joong Hee Lee教授 和Ok-Kyung Park教授聯(lián)合在關(guān)于BNNS/LDPE聚合物復(fù)合材料的界面熱阻問題方向取得新進(jìn)展。
該團(tuán)隊
報道
了一種有效的合成方法,通過與短PE鏈支化氮化硼納米片(BNNS)雜化制備低密度聚乙烯(LDPE)基多功能復(fù)合材料,用于高性能熱熔膠(HMA)型熱界面材料(TIM)。為了提高BNNS/LDPE的熱力學(xué)性能,通過硝基偶聯(lián)反應(yīng),對BNNS表面進(jìn)行了短PE鏈(PE-g-BNNS)的改性,提高了BNNS與LDPE之間的界面結(jié)合力。結(jié)果表明,與BNNS/LDPE相比,PE-g-BNNS /LDPE的平面導(dǎo)熱系數(shù)提高了22%,垂直面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)提高了66%。與純LDPE相比,其熱輻射性能也提高了約11%。此外,與純LDPE相比,PE-g-BNNNS /LDPE的抗拉強(qiáng)度提高了66%,模量提高了350%,表明PE-g-BNNNS /LDPE可以作為TIM來滿足高科技電子器件的應(yīng)用要求。
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