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自組裝法制備高導(dǎo)熱氮化硼復(fù)合材料
信息來源:本站 | 發(fā)布日期: 2023-07-04 13:41:30 | 瀏覽量:383748
隨著集成電路芯片和電子設(shè)備小型化的快速發(fā)展,為防止芯片的熱失控,對(duì)熱管理材料提出了更嚴(yán)格的要求。此外,電子封裝材料經(jīng)常會(huì)遇到應(yīng)力破壞和漏電等嚴(yán)重問題。因此同時(shí)具有出色的電絕緣性和導(dǎo)熱性的熱界面材料成為了重點(diǎn)的研究方向。然而,導(dǎo)熱系數(shù)的提高受到填料的含量…
隨著集成電路芯片和電子設(shè)備小型化的快速發(fā)展,為防止芯片的熱失控,對(duì)熱管理材料提出了更嚴(yán)格的要求。此外,電子封裝材料經(jīng)常會(huì)遇到應(yīng)力破壞和漏電等嚴(yán)重問題。因此同時(shí)具有出色的電絕緣性和導(dǎo)熱性的熱界面材料成為了重點(diǎn)的研究方向。
然而,導(dǎo)熱系數(shù)的提高受到填料的含量和結(jié)構(gòu)的限制。此外,當(dāng)填充量高時(shí),由于界面相互作用弱和應(yīng)力集中,復(fù)合材料的力學(xué)性能往往不理想。高填充量與高強(qiáng)度往往是相互矛盾的,這是復(fù)合材料機(jī)械加固的經(jīng)典問題。
為了解決這個(gè)問題,研究人員采用不同的方法,如逐層組裝、模板定向組裝、機(jī)械輔助壓制和磁場(chǎng)輔助等廣泛發(fā)展用于制備納米復(fù)合材料。但由于效率低和路線復(fù)雜,這些策略無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)制備,這在實(shí)際應(yīng)用中是非常不可取的。
二維BN具有較高的理論導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異的絕緣性能,是開發(fā)高導(dǎo)熱擬納米復(fù)合材料的合適候選填料。但是,由于高慣性和相對(duì)較大的厚度,h-BN在溶液中直接自組裝的報(bào)道很少。因此,研究h-BN的誘導(dǎo)取向?qū)τ趯?shí)現(xiàn)功能復(fù)合材料的規(guī)?;苽渚哂兄匾饬x。
02
成果掠影
近期,華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的張玲教授在開發(fā)一種適合規(guī)?;療峤缑娌牧现苽浼夹g(shù)方向取得新的進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)受天然珍珠特殊結(jié)構(gòu)和功能的啟發(fā),通過綠色、簡(jiǎn)單的蒸發(fā)誘導(dǎo)組裝技術(shù),可以大規(guī)模制備具有優(yōu)異導(dǎo)熱系數(shù)、高絕緣性和堅(jiān)固力學(xué)性能的納米級(jí)CS/BNNS薄膜。
值得注意的是,CS/BNNS薄膜在70 wt%時(shí)的拉伸強(qiáng)度高達(dá)104.5 MPa, 導(dǎo)熱系數(shù)為26.3 W/(m·K),這是由于其取向良好的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)的界面相互作用。CS/BNNS復(fù)合薄膜作為一種熱界面材料,在LED模組中表現(xiàn)出較強(qiáng)的散熱能力,在電子器件散熱方面具有廣闊的應(yīng)用前景這種構(gòu)造具有定向結(jié)構(gòu)的仿珍珠復(fù)合薄膜的方法在新型便攜式電子設(shè)備的散熱方面具有潛在的應(yīng)用前景。
研究成果以“Superior thermally conductive, mechanically strong and electrically insulating nacremimetic chitosan/boron nitride nanosheet composite via evaporation-induced selfassembly method”為題發(fā)表于《Polymer》。
圖2.(a) FTIR譜圖, (b) TGA 曲線, XPS 圖的h-BN和BNNS (c) B 1s和(d) N 1s。
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2024-10-15 09:49:51
常見的六方相氮化硼(hBN)因化學(xué)穩(wěn)定、導(dǎo)熱性能好以及表面無懸掛鍵原子級(jí)平整等特點(diǎn),被視為理想的寬帶隙二維介質(zhì)材料。菱方相氮化硼(rBN)可以保持h…
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2024-10-07 09:23:20
多數(shù)晶體內(nèi)原子、分子排列并非完美無暇,也因此會(huì)形成晶體缺陷,而科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)層狀二維材料存在的單原子缺陷,竟無需其他特殊條件就可在室溫下保留幾…
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2024-09-28 09:33:56
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2024-09-20 15:44:30
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2024-09-14 08:27:33
莫爾超晶格已被證明是一個(gè)非常豐富的材料平臺(tái),通過改變扭轉(zhuǎn)角、摻雜或電場(chǎng)來設(shè)計(jì)電子帶,可以實(shí)現(xiàn)不同的物質(zhì)相。然而,現(xiàn)有的莫爾系統(tǒng)在各個(gè)方面都存在…
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2024-09-07 08:26:32
六方氮化硼(h-BN)納米材料,如氮化硼納米顆粒(BNNPs)、氮化硼納米管(BNNTs)、氮化硼納米纖維(BNNFs)、氮化硼納米片(BNNSs),被認(rèn)為是近年來最…