隨著5G和物聯網技術的飛速發展,電子設備正變得越來越小巧、快速和多功能,同時還要保持高度的可靠性和穩定性。這些進步的代價是在更緊湊的空間內產生了更多的熱量,這對設備的散熱系統提出了嚴峻挑戰。高效的熱管理成為了確保電子設備正常運行的關鍵技術。
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然而,目前市面上的絕緣熱界面材料,如導熱硅脂和導熱凝膠,其熱導率通常在2到12 W/m·K之間,這對于高功率密度的器件來說是不夠的。因此,提高導熱界面材料的導熱性能仍然是一個亟待解決的問題。
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浙江大學的研究團隊,通過柏浩教授和高微微副教授的合作,提出了一種創新的雙向凍結技術,用于制備具有雙軸定向導熱網絡的六方氮化硼BN/聚氨酯(BN/PU)復合材料。這種復合材料在80 vol%的六方氮化硼BN填充下,展現出了高達39.0 W/m·K的平面內熱導率和11.5 W/m·K的垂直平面熱導率。通過冰晶的束縛作用,六方氮化硼BN/PU懸浮液被組裝成網絡,形成了一種橋連的層狀結構,經過熱壓處理后,得到了致密的六方氮化硼BN/PU復合材料。
這種方法有效地解決了各向異性六方氮化硼BN基復合材料在某一方向導熱系數增強而犧牲另一方向的問題。基于這種復合材料的熱界面材料在冷卻效率上優于商業產品,能夠使芯片的實際溫度降低15°C,并且在1000次加熱和冷卻循環后仍保持良好的熱穩定性。這項研究為開發先進的熱界面材料提供了一種有效途徑,滿足了先進電子和可穿戴電子設備對高性能熱界面材料的巨大需求。
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