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釜山国立大学开发增强型导热复合材料

盖世汽车 Elisha 2022-12-23 11:05:56

盖世汽车讯 据外媒报道,韩国釜山国立大学(Pusan National University)的研究人员开发了一种更节能的方法,可以控制导热聚合物复合材料中的填料取向,而不需要进行表面改性,从而改善导热性能。

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(图片来源:釜山国立大学)

导热聚合物复合材料具有轻量化和柔韧的特点,可应用于电子设备的热源和散热器(sink)之间,以将产生的热量散发到周围环境。使用特定方向填料可以促进热流动,从而实现高效散热。然而,传统的改变填料材料取向的工艺是一种能量密集型工艺,需要用到电场/磁场和表面改性,可能会影响填料的质量及其热性能。

在这项研究中,研究人员利用了热泳作用(thermophoresis,利用温度梯度使悬浮在流体介质中的固体颗粒移动或旋转的现象)。为了制备聚合物复合材料,研究人员将导热六方氮化硼(h-BN)填料颗粒悬浮在紫外光固化液体中,并将其涂覆在两个玻璃板之间。沿薄膜厚度施加温度梯度,导致填料颗粒沿施加的温度梯度旋转和重新排列。当达到所需的取向时,复合材料被光固化,从而得到具有固定填料取向的固体复合材料,形成热传递路径。

研究负责人Chae Bin Kim教授表示:“据了解,目前的研究是第一次用热泳控制各向异性填充物取向的实验演示。”

导热聚合物复合材料(如热胶)可用于手机、笔记本电脑,甚至电池。考虑到电子产品产量的增长和汽车产业向电动汽车过渡,研究人员认为,这种方法有望降低制造导热聚合物复合材料的能源成本。此外,由于不需要进行表面改性,可以开发出高效的导热聚合物复合材料,以改善散热性能,并延长电子产品的寿命。Kim教授表示:“高效的散热材料,可以确保设备获得最佳运行条件,提高可靠性、寿命和用户安全。”

除了改善导热性,填料还用于改变复合材料的光学、电学和机械性能。这种方法不仅可在不进行任何表面改性的情况下重新定向填料,也可以用于调整各种聚合物复合材料的性能,而不影响其质量。

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