【摘 要】
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随着信息社会的飞速发展,各种半导体设备正朝着功率小型化和集成化方向迅速发展。然而,如何解决电子元件的散热问题成为人们关注的重点。热界面材料(thermal interface mater
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随着信息社会的飞速发展,各种半导体设备正朝着功率小型化和集成化方向迅速发展。然而,如何解决电子元件的散热问题成为人们关注的重点。热界面材料(thermal interface materials,TIMs)结合柔韧性,高导热和电绝缘等优势为一体,在热管理方面中有着至关重要的作用。在此,我们通过超薄六方氮化硼纳米片(h-BNNSs)和碳纳米管(CNTs)构建导热网络通道以提高导热效果,添加热塑性聚氨酯弹性体(TPU)作为聚合物基底,赋予氮化硼纳米片/碳纳米管/热塑性聚氨酯(h-BNNSs/CNTs/TPU)三元复合膜理想的机械性能,合成较为理想的热界面材料。主要研究内容如下:一、概述了热界面材料的主要特点,分析三元复合膜作为理想的热界面材料存在的优势和研究可行性。同时也总结了关于导热填料与弹性体聚合物的功能化应用和可借鉴的研究成果。二、阐述氮化硼纳米片/碳纳米管(h-BNNSs/CNTs)复合导热填料的构建方法,对氮化硼纳米片进行剥离优化实验和对碳纳米管进行酸化优化实验,优化后形成复合填料,以此提高复合导热填料的热导效果。三、阐述了氮化硼纳米片/碳纳米管/热塑性聚氨酯三元复合膜的合成途径和主要性能。报道了一种以热塑性聚氨酯为聚合物基底,以二维氮化硼纳米片和一维碳纳米管为复合导热填料网络的三元复合膜材料。该复合膜呈现出优异的性能表达。在导热效果上,(h-BNNS30/CNTs70)65/TPU35三元复合膜的最大导热系数达到1.35 W·m-1·K-1,比聚氨酯弹性体的导热系数提高约513%;在热稳定性上,复合膜在345℃以前保持质量稳定;在机械性能上,该三元复合膜具有出色的拉伸性能,可以拉伸到原始长度的300%,同时具有优异的弹性性能和柔韧性能;除此之外,三元复合膜还具有绝佳的电绝缘性和任意可加工性。作为理想的热界面材料,拥有广泛的应用前景。
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