文獻速覽——BN 傳導材料

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宋牧遠,馬傳國,李小雷,等。 氮化硼納米片與氧化鋁顆粒協同高導熱絕緣PET無紡布/PDMS夾心復合膜[J]. 聚合物復合材料

總結:該文通過納米纖維素纖維的分散和界面增強,在聚酯基紡織布(NWF)上配置氮化硼納米片(BNNS),獲得三維環氧樹脂網絡骨架(BNNS@NWF)。 ( Al 2 O 3 )/聚二甲基苯基(PDMS)層引入到BNNS@NWF的上下表面,在45.8 wt%的BNNS含量下,復合膜的熱導率高達6.42 W/mK,并且具有優異的絕緣性。
摘要: 電子器件中熱量的積累對熱界面材料提出了迫切的需求。要實現高導熱率(TC)、絕緣性、柔韌性和拉伸強度的良好綜合性能仍然是一個巨大的挑戰。該工作通過纖維素納米纖維的分散和界面增強,在聚酯基非織造布(NWF)上涂覆氮化硼納米片(BNNS),獲得三維導熱網絡骨架(BNNS@NWF)。通過引入氧化鋁(三氧化二鋁使用刮涂和熱壓工藝在 BNNS@NWF 的頂部和底部表面上形成 )/聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 層。該復合薄膜在BNNS含量為45.8 wt%時具有6.42 W/mK的高TC,并且具有優異的絕緣性,體積電阻率為1.06×1015 Ω ·厘米。這是由于BNNS構建的長程有效導熱路徑、Al2O3的橋聯效應以及兩種填料的協同效應。PDMS有助于復合薄膜在30次彎曲循環后保持良好的柔韌性和良好的TC穩定性。PET無紡中間層賦予復合膜良好的機械性能,拉伸強度為17.5 MPa。這項工作為高效制備具有高TC和絕緣性能的柔性復合薄膜提供了策略,對于創新熱界面材料的開發具有重要意義。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖2

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吳妮,沉佩迪,陳能,等。 一種用于熱管理的垂直排列3D氮化硼聚合物復合材料的無粘合劑冰模板方法[J]. 膠體與界面科學雜志

總結:該文研究了BN漿濃度和BN/TA比對三維重建形貌的影響。真空電鍍法制備的聚二甲基硅氧烷(PDMS)復合材料在填充量為18.7vol%的情況下獲得有了3.8 W/mK的高面內導熱系數,分別比原始PDMS和隨機分配BN-TA的PDMS復合材料高2433%和100% 。

摘要: 六方氮化硼(BN)是熱界面材料中一種有吸引力的填充劑候選者,但導熱 系數的 增強受到 BN的各向異性導熱率 和聚合物基體中無序熱通道的限制。在此,提出了一種簡便且經濟的冰模板方法,其中 BN 由單寧酸(BN-TA)改性直接自組裝形成垂直排列的仿珍珠質支架,無需額外的粘合劑和后處理。充分研究了 BN 漿料濃度和 BN/TA 比例對三維 (3D) 骨架形貌的影響。相應的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 復合材料通過真空浸漬在 18.7 vol% 的低填料含量下實現了 3.8 W/mK 的高貫穿面導熱系數,比原始 PDMS 高 2433% 和 100  % 以及具有隨機分布的 BN-TA 的 PDMS 復合材料。有限元分析結果從理論上證明了高度縱向有序的3D BN-TA骨架在軸向傳熱方面的優越性。此外,3D BN-TA/PDMS還表現出優異的實際散熱能力、較低的熱膨脹系數和增強的機械性能。該策略為開發高性能熱界面材料以解決現代電子產品的熱挑戰提供了預期的前景。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖3

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劉晶凱,馮浩陽,戴金躍,等。 一種具有各向異性高導熱率和界面適應性的全組分可回收Epoxy/BN熱界面材料[J]. 化學工程雜志

總結:該文通過熱壓誘導法制備了具有各向異性導熱性和可恢復性的高性能BN/環氧復合材料,并且具有表面相容性的完全可恢復的TIM。僅通過簡單的熱加壓處理,填充的BN就可以很容易地在平面上承受,BN含量為40 wt %的時候導熱系數為3.85 W/(mK),比原始環氧樹脂高30倍,比熱處理壓前的復合材料材料高4.3倍。

摘要:具有優異散熱能力的熱界面材料(TIM)是小型化、集成化、高密度電子器件發展的迫切需要。此外,隨著電子垃圾的不斷積累,TIM的可回收性也成為迫切關注的問題。在此,基于合成的環氧玻璃體和氮化硼(BN)納米片,制備了具有高導熱性和對粗糙表面的順應性的完全可回收的TIM。結果表明,僅通過簡單的熱壓,填充的BN就可以很容易地在平面上取向,并導致熱導率為3.85  W/mK  BN含量為40wt%,比原始環氧樹脂高30倍,比熱壓處理前復合材料高4.3倍。由于優異的導熱性和機械順應性,由所制備的復合材料制成的電子設備的核心溫度比商用有機硅材料低 20°C。此外,受益于合成的環氧玻璃體的多級降解機制,所制備的復合材料可以在溫和條件下有效地化學回收,BN回收率達到96.2%,其他有機原料回收率達到73.6%至82.4%。這項工作為我們提供了設計可回收和高性能 TIM 的新策略。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖4

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黃濤清,王田,金軍,等。  高導熱率和超低接觸電阻的硅橡膠/BN薄膜設計[J].  化學工程雜志
總結:該文采用一種新穎的非溶劑感應相分離工藝結合“原位焊接”策略,制備了硅橡膠薄膜,薄膜在~ 15 wt% BN下的通平面導熱系數高達15.4 W/(mK)有限元模擬和間接模型現代分析從理論上證實了原位焊接后復位復位接口熱阻(ITR)降低了一半。該策略為電子器件的高性能TIM開辟了一種新穎的生產策略。
抽象的: 具有優異散熱能力的熱界面材料(TIM)是小型化、集成化和高密度電子器件發展的迫切需要。此外,隨著電子垃圾的不斷積累,TIM的可回收性也成為迫切關注的問題。在此,基于合成的環氧玻璃體和氮化硼(BN)納米片,制備了具有高導熱性和對粗糙表面的順應性的完全可回收的TIM。結果表明,僅通過簡單的熱壓,填充BN就可以很容易地在平面內取向,當BN含量為40 wt%時,其熱導率為3.85 W/m·K,是普通BN的30倍。原始環氧樹脂比熱壓處理前的復合材料高4.3倍。由于優異的導熱性和機械順應性,由所制備的復合材料制成的電子設備的核心溫度比商用有機硅材料低20℃。此外,受益于合成的環氧玻璃體的多級降解機制,所制備的復合材料可以在溫和條件下有效地化學回收,BN回收率達到96.2%,其他有機原料回收率達到73.6%至82.4%。這項工作為我們提供了設計可回收和高性能 TIM 的新策略。所制備的復合材料可以在溫和的條件下進行有效的化學回收,BN回收率為96.2%,其他有機原料回收率為73.6%至82.4%。這項工作為我們提供了設計可回收和高性能 TIM 的新策略。所制備的復合材料可以在溫和的條件下進行有效的化學回收,BN回收率為96.2%,其他有機原料回收率為73.6%至82.4%。這項工作為我們提供了設計可回收和高性能 TIM 的新策略。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖5

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劉洋,郭嘉辰,張玲。 蒸發誘導自組裝法制備優異導熱、機械強度和電絕緣性的仿珠光殼聚糖/氮化硼納米片復合材料[J]. 聚合物

總結:該文采用綠色、簡單的蒸發感應編織技術,可以大規模生產具有優異導熱系數、高絕緣性和增強力學性能的納米級CS/BNNS薄膜。重點在于,CS/BNNS薄膜在70wt %時的拉伸強度高達104.5 MPa,導熱系數為26.3 W/(m·K),這是由于其良好的結構和強的界面響應。

摘要: 電子設備的發展和嚴格的應用環境對散熱材料提出了更多的要求。然而,熱管理材料同時具備高 導熱率、強機械性能和優異的電絕緣性仍然是一個挑戰。在此,受天然 珍珠質特殊結構和功能的啟發,我們報道了一種以氮化硼納米片(BNNS)為“磚”、殼聚糖為“砂漿”的大規模、高性能仿珍珠質復合材料,  通過綠色,簡單的蒸發誘導組裝技術。仿珍珠母 復合薄膜  由于良好排列的 BNNS 和強界面相互作用,具有 26.3 W/(m·K) 的高 TC 和優異的電絕緣性。此外,即使BNNS含量高達70 wt%,復合膜仍具有  104.5 MPa的 拉伸強度和8.7 GPa的楊氏模量 。復合薄膜用作  冷卻  LED芯片的 熱界面材料,比商用硅膠 墊 表現出更高的散熱效率 。這種構建具有定向結構的仿珍珠質復合膜的方法為新型便攜式電子設備的散熱提供了潛在的應用。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖6

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李欣欣,徐慶沖,雷作民,等。 靜電植絨輔助定向氮化硼片晶支架增強柔性熱界面材料的面導熱系數[J].  陶瓷國際

總結:該文研究了不同h-BN用量對BN/環氧復合材料導熱性能的影響。在最高BN負載為17.6 wt%時,BN/環氧復合膜材料的導熱系數值達到0.65 W/m K ,與隨機提高BN/聚合物(0.549 W/m K)和純環氧(0.214 W/m K)相比,分別了18.6%和204%。

摘要:各向異性片狀粉末 填充的復合 薄膜通常具有優異的面內 導熱系數,但穿面 導熱系數較差。為了提高貫穿平面的導熱性,垂直排列的 氮化硼 (BN)片晶通過靜電植絨與柔性環氧樹脂支架在一起。BN/環氧樹脂復合物的 17.57 wt% BN 負載量表現出 0.65 W/m K 的全平面熱導率,比無規 BN/環氧樹脂高 18.6%。該方法有效利用了二維材料BN的各向異性,充分發揮了BN面內較高的導熱系數,為導熱材料的制備提供了新的策略。  界面材料。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖7

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盧岳,胡瑞平,陳向平,等。 環境適應性、抗疲勞熱界面石墨烯泡沫[J]. 材料科學與技術雜志

總結:該文通過構建仿生葉脈狀三維(3D)結構的氮化硼(BN)并浸洗聚調理劑(PEG)制備相變復合材料,該材料在低電路含量下,綜合性能得到了明顯提高聚苯乙烯塔位于BN的三維結構中,可以防止高溫下的泄漏,提高復合材料的熱穩定性。BN重建聲子傳輸的快速通道,可以有效降低熱阻。當寄存器用量為10vol時%時,復合PCM的最高導熱系數為2.62 W/(mK),是純PEG的10.1倍。

摘要:相變材料(PCM)在熱能管理方面具有巨大的潛力,但其導熱系數低、易泄漏、熱穩定性差等限制了其廣泛應用。構建氮化硼(BN)仿生葉脈狀三維(3D)結構并浸漬聚乙二醇(PEG)后,相變復合材料的綜合性能在低填料含量下得到有效增強。PEG儲存在BN的3D結構中,可以防止高溫下的泄漏,增強復合材料的熱穩定性和儲能模量。BN骨架作為聲子傳輸的快速通道,可以有效降低熱阻。當填料用量為10 vol%時,復合相變材料的導熱系數最高為2.62 W/(mK),是純PEG的10.1倍。在紅外相機的照射下,復合相變材料表現出優異的電池熱管理性能,表明該材料在熱管理方面具有巨大的潛力。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖8

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葉凡,劉慶昌,徐寶興,等。 關鍵詞 : 二維電子學, 高效熱管理, 雙六方氮化硼封裝, 超高界面熱導率   小

總結:該文通過在不同的激光功率和溫度下對懸浮和溶解支撐的hBN/M X 2 /hBN異質結的拉曼光譜測量,設置了垂直于中的面外界面熱導。M X 2與hBN之間的界面熱導達到74±25 MW/ mK,比非封裝結構MX2的界面熱導至少高10倍。

摘要: 散熱是高性能電子產品的主要限制。這對于由超薄層、異質結構和界面組成的新興納米電子器件尤其重要,其中非常需要增強熱傳輸。此處,采用夾在兩個六方氮化硼 (hBN) 層之間的單層過渡金屬二硫化物 M X 2  (Mo S 2、W Se 2、W S 2 ) 封裝的范德華 (vdW) 異質結構中具有超高界面熱導被報道。通過拉曼光譜測量懸浮和基底支撐的 hBN/M X 2/hBN異質結構具有不同的激光功率和溫度,垂直堆疊中的面外界面熱導率被校準。測得M X 2與hBN之間的界面熱導達到74±25 MW/mK,比M X 2 的界面熱導至少高出十倍 在非封裝結構中。分子動力學 (MD) 計算驗證并解釋了實驗結果,表明六方氮化硼層的完全封裝是造成高界面電導的原因。這種超高的界面熱導率歸因于兩種結晶二維材料之間的雙傳熱路徑和干凈且緊密的 vdW 界面。這項研究的結果揭示了六方氮化硼/M X 2 /六方氮化硼結構中的新熱傳輸機制,并為構建具有增強熱管理功能的新型六方氮化硼封裝納米電子器件提供了線索。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖9

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牛浩亭,張毅,肖光,等.  球形氧化鋁與二維氮化硼片互連制備準各向同性導熱復合材料[J].  稀有金屬

總結:該文采用一種高效且制作的策略,將不同尺寸的功能化三氧化二鋁(m- Al 2 O 3)球插入到功能化二維條形碼(mh-BN)點亮中,制作了一種致密疊置的三維導熱網絡結構。與單一集成電路復合材料相比,三維球片復合材料具有良好的準各向同性導熱性能,面外導熱系數為2.2 W/ m K ,面內導熱系數為11.6 W/mK。

摘要:采用環保高效的方法獲得具有各向同性散熱性能的熱管理復合材料是最具挑戰性的技術之一,因為傳統方法往往會在聚合物基體中形成水平排列的網絡,或者制備步驟過于繁瑣。 。這里展示的是一種密疊導熱三維(3D)混合網絡結構,該結構是通過簡單且綠色的策略制備的,該策略插入改性氧化鋁(m- Al 2 O 3 )不同尺寸的球體轉化為改性二維(2D)氮化硼(mh-BN)薄片。多維填充物通過體積排斥和協同效應創建有效的 3D 網絡。mh-BN片有利于面內傳熱,而不同尺寸的m- Al 2 O 3 球插入相鄰mh-BN片之間的間隙中,有利于面外方向的傳熱。此外,m-Al2O3 和 mh-BN 之間的強相互作用促進了 3D 混合網絡結構內的有效熱通量。3D混合復合材料表現出良好的準各向同性散熱性能(平面導熱率為2.2  W/ m K與單填料復合材料相比, 面內導熱系數為 11.6  W/ m K )。此外,混合填料復合材料具有優異的機械性能和熱穩定性。有限元模擬進一步證實了混合復合材料的高效散熱能力,這表明球片混合結構比單填料系統具有更高的導熱率和更快的熱響應性能。該復合材料在滿足新興和先進電力系統的需求方面具有巨大潛力。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖10

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焦天明,鄧啟波,敬國喜,等.   低表面張力液態金屬復合材料增強導熱性能熱界面材料[J].  jmr&t 材料研究與技術雜志 

總結:該文采用摻雜鎢(W)納米粒子可以使LM在氮化硼(BN)丸表面的接觸角從133°降低到105°,表明摻雜W納米粒子可以降低LM的表面張力。 、W和BN的加入順序會影響復合材料的最終形態,而W納米粒子必須先與LM (LM+W)混合才能得到復合漿料(LM +W-BN)。相比之下,其他添加序列或不添加W納米顆粒也能得到復合粉末。LM +W-BN的導熱系數高達14.49 W/(mK),文獻LM +W-BN材料在壓力、高溫、熱沖擊和高濕條件下的穩定性進行了詳細的研究,樣品具有良好的綜合性能。

抽象的: 鎵(Ga)基液態金屬(LM)由于其高導熱率(Tc)而引起了熱管理領域的極大興趣。然而,LM的表面張力過高,無法潤濕熱源和散熱器的表面,而且LM泄漏導致器件短路的風險很大。高表面張力還使得LM和填料難以充分混合以制備用于熱界面應用的復合漿料。我們發現,通過摻雜鎢(W)納米顆粒,LM 在氮化硼(BN)丸表面的接觸角可以從 133 減小到 105,這表明摻雜 W 納米顆粒可以降低 LM 的表面張力。發現LM、W和BN的添加順序會影響復合材料的最終形態,而復合漿料(LM+W-BN)只能通過首先將W納米顆粒與LM混合(LM+W)來獲得。相比之下,其他添加順序或不添加W納米顆粒只能獲得復合粉末。LMtW-BN 漿料的 Tc 高達 14.49W/ m K,以及 LM+W-BN 漿料在壓力、高溫、熱沖擊和高濕度下的穩定性也進行了詳細研究。LMtW-BN 漿料在發光二極管 (LED) 模塊中的應用顯示出作為 TIM 的出色熱管理能力。這種方法也已擴展到其他導熱填料,包括碳纖維和石墨烯。這項工作提供了一種降低 LM 表面張力的簡單方法,并且還可能能夠摻入其他填料,從而擴大 LM 的用途,例如集成電路和柔性電子產品。

文獻速覽——BN 傳導材料的圖11


結尾



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