熱界面材料
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-07-30
熱界面材料的視頻教程
LS DYNA復(fù)合材料界面開裂分析
LS DYNA復(fù)合材料界面開裂分析 掌握LS DYNA的內(nèi)聚力和接觸解綁兩種復(fù)合材料脫粘分析方法
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Ansys Mechanical 2021 R1 新功能介紹Ⅰ，網(wǎng)格、材料、界面及整體性能全面提升
中文界面Ansys Mechanical首發(fā)！嵌入Mechanical界面的Ansys nCode DesigLife疲勞分析工具；材料本構(gòu)的自動挑選與參數(shù)優(yōu)化；短纖維增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真一站式解決方案；多優(yōu)化設(shè)計點的分布式計算管理以及網(wǎng)格裝配局部控制等等。這些都會讓您的結(jié)構(gòu)仿真過程更流暢！了解這些新功能，就在Ansys Mechanical 2021 R1新功能介紹Part I！
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熱界面材料的實例教程
電子產(chǎn)品各個元件的散熱不僅與發(fā)熱元件本身有關(guān)，還與各個元件間互聯(lián)密度和界面接觸材料的熱傳導(dǎo)特性有很大的關(guān)系。因此，熱界面材料就成為影響熱管理技術(shù)未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。在電子元件的散熱途徑中，熱界面材料(Thermal Interface Materials：TIM)是影響散熱效率高低的關(guān)鍵材料。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)機械拋光的表面呈現(xiàn)出粗糙及波浪狀的形態(tài)，造成散熱途徑的界面間實際接觸點減少，因而界面熱阻值升高。要解決此問題，主要有以下幾個方法：
1.開發(fā)高流動性材料，以填補界面間材料表面的結(jié)構(gòu)缺陷，微孔等；
2.開發(fā)復(fù)合熱界面材料，以提高整體材料的熱傳導(dǎo)特性 。
因此，熱傳導(dǎo)值( Thermal Conductivity；K )就成為評估熱界面材料的重要特性之一。未添加任何導(dǎo)熱填充材的高分子材料，其熱傳導(dǎo)值大約為 0.1W／m·K，而目前所使用的商用復(fù)合熱界面材料(通常添加導(dǎo)熱金屬粉其熱傳導(dǎo)值大約為 7 W／m·K) 、氮化硼(BN) 、金剛石粉及銀粉等。由于使用高熱導(dǎo)值材料并不能保證整體散熱系統(tǒng)具有優(yōu)良的散熱效果，因此一般會用另一個評估熱界面材料的重要特性——熱阻值(Thermal Resistance：R)，來評估整體散熱系統(tǒng)的散熱效果。熱阻值與接觸面平整度及使用壓力大小具有相當(dāng)高的關(guān)聯(lián)性，其單位一般用 K·in^2/W 表示。
熱界面材料的重要性
熱界面材料(Thermal InterfaceMaterials)是一種用于兩種材料間的填充物，是熱傳遞的重要橋梁。兩種材料相互接合時，無論是同種材料還是兩種不同的材料，即使材料表面平整度很好或施加很大的扣合壓力(Mounted Pressure)，仍無法達到緊密接觸，只能是部分接觸，中間一定仍然存在許多微細(xì)空隙或孔洞，如（圖1-a）所示。
展開 02
成果掠影
近期，天津理工大學(xué)趙云峰教授、蘇州泰吉諾新材料有限公司李兆強聯(lián)合河北工業(yè)大學(xué)鄧齊波教授在制備具有低表面張力和優(yōu)異熱導(dǎo)率的LM取得新進展。高表面張力使得LM和填料難以很好地混合以制備用于熱界面應(yīng)用的復(fù)合漿料。該團隊研究發(fā)現(xiàn)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。LM、W和BN的加入順序會影響復(fù)合材料的最終形態(tài)，而W納米粒子必須先與LM (LM+W)混合才能得到復(fù)合漿料(LM +W-BN)。相比之下，其他添加序列或不添加W納米顆粒只能得到復(fù)合粉末。LM +W-BN的導(dǎo)熱系數(shù)高達14.49 W/(mK)，并對LM +W-BN材料在壓力、高溫、熱沖擊和高濕條件下的穩(wěn)定性進行了詳細(xì)研究，樣品具有良好的綜合性能。通過在發(fā)光二極管(LED)模塊中的應(yīng)用，LM +W-BN漿料顯示出作為熱界面材料(TIM)的優(yōu)異熱管理能力。這種方法也被擴展到其他導(dǎo)熱填料，包括碳纖維和石墨烯。這項工作提供了一種簡單的方法來降低LM表面張力，也可能使其他填料的結(jié)合，擴大LM的使用，如集成電路和柔性電子產(chǎn)品。研究成果以“Enhanced thermal conductivity of liquid metal composite with lower surface tension as thermal interface materials”為題發(fā)表于《jmr&t Journal of Materials Research and Technology》。
展開 來源 | Ceramics International
01
背景介紹
隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品逐漸向小型化、集成化、大功率化的方向發(fā)展，高導(dǎo)熱的柔性熱界面材料受到了人們的廣泛關(guān)注。但是，由于熱源和散熱器之間的間隙被空氣占據(jù)，而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)非常低，導(dǎo)致熱量不能及時散出。因此需要使用熱界面材料(TIM)填充微間隙，TIMs基于聚合物樹脂，通過引入導(dǎo)熱料優(yōu)化導(dǎo)熱系數(shù)。
六方氮化硼(h-BN)它具有層狀結(jié)構(gòu)，在平面方向上具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)(600 W/m K)，而在垂直方向上具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)(30 W/mK)。此外，它還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性使得BN很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。一些研究者為了增強了聚合物基體與填料之間的界面傳熱，改善了聚合物復(fù)合材料的填料分散性，降低了界面聲子損失。然而，這些對BN的表面修飾需要大量的化學(xué)物質(zhì)，這促使研究人員通過改變BN的結(jié)構(gòu)的方法來提高導(dǎo)熱性。
近年來，靜電植絨技術(shù)被應(yīng)用于制備熱界面材料，在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的策略，通過靜電植絨方法使BN納米片在柔性環(huán)氧基中有序排列，搭建傳熱通道。與機械混合法制備的隨機分布的氮化硼填充復(fù)合材料相比，垂直取向的氮化硼填充復(fù)合材料可以增強材料的導(dǎo)熱性能。
02
成果掠影
近期，中山大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院陳振興教授團隊通過靜電植絨的方法改善氮化硼納米片的排列結(jié)構(gòu)從而優(yōu)化材料的導(dǎo)熱性能取得新進展。靜電植絨組裝策略在幾個連續(xù)的層中構(gòu)建了整齊排列的BN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，從而提高了復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。研究了不同h-BN用量對BN/環(huán)氧復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。
展開 來源 |
Journal of Colloid And Interface Science
01
背景介紹
隨著第五代通信、大功率集成芯片和鋰離子電池的發(fā)展，對散熱提出了更高的要求，促使對導(dǎo)熱絕緣熱界面材料(TIMs)的需求快速增長。高分子材料以其優(yōu)異的可加工性、重量輕、成本低等特點受到人們的青睞。然而，聚合物的固有熱導(dǎo)率通常很低(0.1 ~ 0.5 W/mK)。采用具有高導(dǎo)熱性的填充材料是一種直接有效的策略，可以顯著提高聚合物的導(dǎo)熱性。
六方氮化硼(BN)是一種二維片層陶瓷材料，其面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)約為300 W/mK，面外導(dǎo)熱系數(shù)為30 W/mK。良好的電絕緣性使BN在電子設(shè)備的熱管理應(yīng)用中具有獨特的優(yōu)勢。然而，由于填料與聚合物基體之間存在較大的界面熱阻，采用傳統(tǒng)的直接共混方法得到的填料/聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)通常不理想。在聚合物復(fù)合材料中構(gòu)建三維連續(xù)導(dǎo)熱填充網(wǎng)絡(luò)已被證明是降低界面熱阻和促進聲子快速傳輸?shù)挠行Р呗裕咽艿綇V泛關(guān)注。
此外，BN在整個聚合物中的垂直排列可以進一步充分利用BN良好的面內(nèi)導(dǎo)熱性，使復(fù)合材料的縱向?qū)嵝燥@著增強，以滿足TIMs高效垂直散熱的需求。已經(jīng)開發(fā)了各種方法來實現(xiàn)填料的垂直對齊，例如3D打印，外場控制，冰模板法等。通過定向凍結(jié)，填料沿著冰晶生長方向排列，形成三維互聯(lián)的垂直排列骨架，顯著增強了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性。因此，開發(fā)一種更簡單、更具成本效益的冰模板工藝來實現(xiàn)BN的遠(yuǎn)距離垂直有序排列，從而促進高性能TIMs的規(guī)模化生產(chǎn)是非常必要的。
展開 采用有限元模擬方法研究了定向SCFs與Al球形顆粒復(fù)合材料的工作機理和導(dǎo)熱性能。
此外，利用紅外熱像儀觀察了復(fù)合材料在加熱和冷卻階段的表面溫度變化。當(dāng)SCF-90作為裸模和筆記本電腦熱管之間的TIM時，溫度下降了16℃，表明SCF-90成功地實現(xiàn)了沿垂直定向碳纖維基三維網(wǎng)絡(luò)的高效傳熱。這項工作說明了使用SCFs制備高導(dǎo)熱3D網(wǎng)絡(luò)的前景，可用于未來電子設(shè)備的熱管理。
研究成果以“Pie-rolling-inspired construction of vertical carbon fiber high thermal conductivity hybrid networks”為題發(fā)表于《Applied Surface Science》。
該成果是蘇州泰吉諾新材料有限公司在高性能熱界面材料產(chǎn)學(xué)研方面的一個縮影，泰吉諾將堅守企業(yè)責(zé)任，以客戶需求為導(dǎo)向，不斷在高性能熱界面材料領(lǐng)域開展前沿研究，為客戶提供性能更優(yōu)良的原創(chuàng)產(chǎn)品。
03
圖文導(dǎo)讀
圖1.定向技術(shù)以及材料制備工藝示意圖。
圖2.復(fù)合材料的XRD圖譜。
圖3.不同倍數(shù)的SCF-random的SEM圖像。
圖4.不同角度（0?，45?和90?）復(fù)合材料的SEM和EDS圖像。
圖5.不同條件下復(fù)合材料的熱導(dǎo)率變化以及本文熱導(dǎo)率和相關(guān)文獻對比。
圖6.SCF-0, SCF-45, SCF-90 和 SCF-only-90的有限元分析。
展開 
熱界面材料的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
熱界面材料的最新內(nèi)容
突破長度極限，開啟制造新紀(jì)元
在高端復(fù)合材料領(lǐng)域，長度一直是衡量制造能力的核心標(biāo)尺。傳統(tǒng)CF/PEEK單向帶受限于工藝瓶頸，往往只能提供數(shù)十米至數(shù)百米的斷續(xù)產(chǎn)品，接頭頻繁、性能波動、效率低下成為困擾行業(yè)的頑疾。
如今，江蘇君華特種高分子材料股份有限公司自豪地推出連續(xù)長度1000米CF/PEEK預(yù)浸帶（LU-CF/PEEK）—這不是簡單的數(shù)字疊加，而是熱塑性預(yù)浸料制造技術(shù)的革命性跨越。
2026第十七屆上海國際熱管理材料博覽會?（簡稱“CIME熱博會”）是全球熱管理行業(yè)規(guī)模最大、影響力最廣的專業(yè)展會之一，聚焦導(dǎo)熱散熱材料、液冷技術(shù)及全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。
展會基本信息
?名稱?：2026第十七屆上海國際熱管理材料博覽會（CIME熱博會）
?同期展會?：2026第8屆上海國際數(shù)據(jù)中心液冷散熱展覽會
?時間?：?2026年12月9日–11日?
?地點?：?
數(shù)據(jù)中心液冷正從 “可選方案” 變?yōu)锳I 算力剛需標(biāo)配，整體走向高密度、低 PUE、低成本、智能化、全棧國產(chǎn)化，冷板式短期主導(dǎo)、浸沒式在超高密度場景加速滲透，配套標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài)快速成熟。
高鎳正極材料是現(xiàn)在主流的高比能正極材料，其具備容量高、成本適當(dāng)?shù)葍?yōu)點。然而，高鎳正極材料的熱穩(wěn)定性還有待提升，這很大程度上限制了其使用上限，尤其在電動車、規(guī)模儲能等領(lǐng)域。目前針對高鎳正極材料的熱穩(wěn)定性評價機制尚不明確，也缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對其進行量度，因此開發(fā)統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的熱穩(wěn)定性評估機制至關(guān)重要。
以差示掃描量熱法（DSC）、熱重分析（TGA）及其聯(lián)用系統(tǒng)為代表的熱分析手段，正成為研發(fā)高安全
氧化鎂、氧化鈹、石墨、炭黑等；金屬粉體：銅粉、銀粉、金粉、鎳粉和鋁粉、鈉鉀合金、鉛鉍合金、鎵銦合金、液態(tài)金屬原液；化工原料：有機硅、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、酚醛樹脂及化工原料等
電子封裝材料：金屬：鋁、銅（鈹銅）、鎢/銅、鉬/銅、硅/鋁、鈹/鋁、泡沫金屬/多孔金屬等；橡膠；陶瓷材料：氮化鋁、氧化鋁、氧化鋯、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物；玻璃等
導(dǎo)熱散熱材料
熱界面材料
展會匯聚各類導(dǎo)熱填料、熱界面材料、碳材料、石墨烯、陶瓷基板、高性能散熱材料、液冷散熱技術(shù)、生產(chǎn)加工設(shè)備等類別的品牌企業(yè)，為熱控全行業(yè)人士提供專業(yè)高效的采購選品與業(yè)務(wù)交流的一站式服務(wù)平臺。屆時，熱忱歡迎國內(nèi)外的導(dǎo)熱散熱材料企業(yè)及其相關(guān)行業(yè)人士前來參觀與交流！
被動熱管理方法
熱界面材料（TIM）：組件之間及組件周圍的材料，用于將這些組件與高溫隔絕，也用于將熱量從熱源散出。在灌封和封裝中，各種丙烯酸、環(huán)氧樹脂、硅樹脂和聚氨酯樹脂涂層會完全封閉組件、裝配體或整個設(shè)備。粘合劑、凝膠和潤滑脂等組件之間的其它類型材料，可在元件之間提供高熱導(dǎo)率。
塑料材料被廣泛的應(yīng)用，各種合成或半合成的產(chǎn)品被轉(zhuǎn)化及成型為我們?nèi)粘５囊徊糠荨＿@些產(chǎn)品含概了消費電子、家庭用品、玩具、各種外包裝、個人護理用具以及汽車零件等等。因為塑料低成本、易于生產(chǎn)且原物料充足等因素，其大部份的用途，用以替代各種傳統(tǒng)材料應(yīng)用，包含金屬、玻璃、木材以及紙類材料。然而，隨著塑料的應(yīng)用越來越多樣化，加工的復(fù)雜度及多樣性也持續(xù)上升，也因此供貨商必須持續(xù)優(yōu)化其制程，以迎合市場所需的產(chǎn)品性能
并且，該方法同樣適用于熱界面材料（TIMs）的熱特性表征 。
（三）測試范圍廣泛
半導(dǎo)體分立器件：能夠?qū)Ω鞣N三極管、二極管等半導(dǎo)體分立器件進行熱阻測試，包括常見的半導(dǎo)體閘流管、雙極型晶體管，以及大功率 IGBT、MOSFET、LED/OLED/MicroLED 等器件 。
精彩直播預(yù)告
復(fù)合材料憑借輕質(zhì)、高強度、優(yōu)異的抗疲勞性能和復(fù)雜外形成型能力，在航空航天、汽車等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而，其各向異性特性在高溫環(huán)境（如氣動加熱、發(fā)動機熱載荷、太空極端溫度循環(huán)）下帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：熱膨脹不協(xié)調(diào)、熱應(yīng)力集中、層間失效風(fēng)險陡增。
傳統(tǒng)分析方法難以精確模擬此類材料復(fù)雜的各向異性熱傳導(dǎo)和非線性熱力耦合行為，往往導(dǎo)致設(shè)計過度保守、試驗成本高昂且失效風(fēng)險難以有效控制。因此
