六方氮化硼：邁向高導(dǎo)熱率、輕量化和低成本的導(dǎo)熱復(fù)合材料

文章出處：產(chǎn)品百科責(zé)任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時間：2024-05-29

　　在電子信息時代，高性能導(dǎo)熱材料的需求日益增長。作為給企業(yè)提供功能性粉體導(dǎo)熱解決方案，我們面臨的挑戰(zhàn)是在保持性能的同時，還要追求更輕的重量和更低的成本。導(dǎo)熱復(fù)合材料，特別是含有六方氮化硼（hBN）的復(fù)合材料，成為了我們研究的熱點(diǎn)。
導(dǎo)熱復(fù)合材料的“不可能三角”
經(jīng)濟(jì)學(xué)中有“不可能三角”理論，而在材料科學(xué)中，我們也面臨類似的問題：在技術(shù)路線不變的情況下，要同時實(shí)現(xiàn)“更高的導(dǎo)熱率”、“更輕的重量（密度）”和“更低的成本”幾乎是不可能的。通常，我們只能追求其中的兩個目標(biāo)。
六方氮化硼的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

六方氮化硼作為一種新型導(dǎo)熱填料，具有低密度和高熱導(dǎo)率的特性，同時還有優(yōu)異的電絕緣性能。這使得它在電子元件導(dǎo)熱領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。然而，由于其高性能粉體的制備和應(yīng)用技術(shù)尚不成熟，六方氮化硼的成本較高，這成為了我們降低導(dǎo)熱復(fù)合材料成本的關(guān)鍵難題。

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低填充量策略
在傳統(tǒng)制備工藝中，我們通常需要將六方氮化硼隨機(jī)分布在基體中。理論上，填充量越高，導(dǎo)熱性能越好，但這也會帶來成本上升和材料性能下降的問題。因此，如何在低填充量的情況下保持高導(dǎo)熱率，成為了我們研究的重點(diǎn)。
優(yōu)化熱傳導(dǎo)通道
六方氮化硼的層狀結(jié)構(gòu)使其具有各向異性，這為我們建立高效熱通道提供了條件。我們可以通過加工過程中的剪切力或拉伸力，或者利用電場或磁場等外力，使導(dǎo)熱填料在復(fù)合材料內(nèi)部發(fā)生取向，從而優(yōu)化熱傳導(dǎo)通道。
3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與雜化填料
構(gòu)建3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以形成連續(xù)的導(dǎo)熱通路，降低界面熱阻，提高導(dǎo)熱性能。此外，通過添加不同種類、形狀和尺寸的導(dǎo)熱填料，我們可以增加填料密度，利用填料間的協(xié)同作用，在降低添加量的情況下，獲得具有優(yōu)良導(dǎo)熱性能的復(fù)合材料。
雙逾滲結(jié)構(gòu)
通過特殊制備工藝，我們可以在由兩種不同聚合物共混形成的基體中，使導(dǎo)熱填料選擇性地分布在其中一種連續(xù)相中。這種雙逾滲結(jié)構(gòu)可以在相同填料添加量下，獲得更高的導(dǎo)熱系數(shù)。

參考來源：
[1]柯雪等，氮化硼功能化改性高分子導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能研究進(jìn)展
[2]陳汪菲，功能化氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及性能研究

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六方氮化硼：邁向高導(dǎo)熱率、輕量化和低成本的導(dǎo)熱復(fù)合材料