隨著5G技術(shù)的日益成熟,微電子產(chǎn)品的散熱問題成為一個(gè)亟待解決的難題。高效地解決這個(gè)難題的策略是制備高熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料。目前,大多數(shù)報(bào)道文獻(xiàn)中,難以提出一種簡(jiǎn)單的、可靠的、低成本、有效的方式來制備高導(dǎo)熱的導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料。本文,天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院包晨露副教授團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)了一種超重力自組裝技術(shù),用于制備不同類型的高導(dǎo)熱復(fù)合高分子材料。相關(guān)成果,已發(fā)表在《Energy Conversion and Management》和《Carbon》上。天津工業(yè)大學(xué)博士生袁濤為論文第一作者,通訊作者為天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院包晨露副教授。
前期工作發(fā)現(xiàn),超重力自組裝技術(shù)能夠完全融入到高分子加工流程中(包括:原位聚合、熔融共混、溶液共混),并能夠取得大幅度地提升其導(dǎo)熱性能。
超重力自組裝技術(shù)制備高導(dǎo)熱/導(dǎo)電的復(fù)合相變(PCM)材料(圖1)。該復(fù)合PCM材料的垂直熱導(dǎo)率達(dá)到17.0 W/mK,電導(dǎo)率也達(dá)到60.5 S/cm。復(fù)合PCM材料可以與熱電組件(Bi2Te3)組裝成可擴(kuò)展PCM基光熱電矩陣。其中,制備復(fù)合PCM材料能夠被當(dāng)作熱/電橋和穩(wěn)壓器。復(fù)合PCM基光熱電矩陣的輸出功率/功率密度分別達(dá)到7.13mW和6.34W/m2。同時(shí),其輸出電壓波動(dòng)也被抑制了30%。


本文展示了一種新、可靠、高效且簡(jiǎn)單的復(fù)合高分子加工工藝-超重力自組裝技術(shù)。得益于超重力自組裝技術(shù)的振實(shí)效應(yīng),復(fù)合高分子材料的熱導(dǎo)率/電導(dǎo)率得到大幅度提升,并開拓高導(dǎo)熱/導(dǎo)電復(fù)合材料的在超級(jí)快充散熱/電磁屏蔽和光熱電矩陣的應(yīng)用。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.coco.2022.101265
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.12.028
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.115079
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