隨著微電子行業(yè)的不斷發(fā)展,科學技術(shù)的進步,現(xiàn)代人們對電子設(shè)備功率的需求不斷提高,高性能導熱材料引起了人們的廣泛關(guān)注??焖儆行У睦鋮s能力和電子和電氣冷卻系統(tǒng)的升級已成為現(xiàn)代小型化電子產(chǎn)品制備工作的關(guān)鍵?,F(xiàn)階段,加入導熱性填料以提高聚合物基體的導熱性,解決新一代高功率、高集成、小電子器件的散熱問題,已成為主流解決方案。此外,重要的是要知道固體被分為金屬、半導體和絕緣體,這三種物質(zhì)都有各自的導熱性特性。三者的導熱性能都是用熱導率來表示,同時熱導率也稱為“導熱系數(shù)”。是指在物質(zhì)內(nèi)部垂直在導熱性方位取2個距離1米,總面積為1平方米的平行面,,若2個平面的溫度差距1K,即在1秒左右由一個平面?zhèn)鬏斨亮硗庖粋€平面的熱量就設(shè)定為物質(zhì)的熱導率。片雜化結(jié)構(gòu)比單一填料體系具有更高的導熱性和更快的熱響應性能。
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金屬及碳材料具備很好的導熱性,但由于其導熱載體為電子,往往不能達到某些高精尖領(lǐng)域的使用要求。因為較高導電性往往容易使器件短路。此外,金屬除了具備較差的電絕緣性能外,還具有較大的比重,與輕薄化發(fā)展趨勢相悖。而部分以聲子與光子為導熱載體的金屬氧化物及陶瓷也能具有相對高的導熱能力,但是同樣存在比重大及難加工等問題。高分子來源廣泛,種類繁多,可根據(jù)具體使用要求選取化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐高低溫性能、溶解性能、機械強度的不同的高分子。然而,雖絕大多數(shù)聚合物具備良好的機械性、加工性及電絕緣等優(yōu)良性能,但由于其導熱載流子主要是聲子,熱導率通常很差(不超過0.5W(m·K)-1)。因此,本征高分子幾乎不能用于散熱領(lǐng)域。復合材料不僅保持了各組分的性能優(yōu)點,而且通過組分間的協(xié)同補強作用,可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。因此,聚合物基導熱材料的制備是獲取各項性能優(yōu)異的導熱材料行之有效思路之一。
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六方片狀氮化硼其平面內(nèi)機械強度可達500N/m,并具有優(yōu)異的耐高溫性。在空氣中抗氧化溫度為900℃,在真空中可達到2000℃。同時,h-BN也具有極高的導熱率,其中理論計算的氮化硼納米片(BNNS)的導熱率高達1700~2000W.m-1.K-1。更重要的是,h-BN具有優(yōu)良的絕緣性能。h-BN的帶隙為5.2eV,擊穿強度高達35kV/mm,可在同時需要絕緣和散熱的條件下使用,這是石墨烯無法比較的。因此在現(xiàn)階段上氮化硼是一種具有良好應用價值和應用前景的導熱填料。
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