導熱高分子材料的案例
西工大顧軍渭教授《Research》：導熱高分子復合材料界面熱障重要研究成果
高分子材料由于輕質(zhì)、高比強度/比模量、易成型加工、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和低成本等，常被用于能源、電氣/電器和電子領(lǐng)域中。但其本體導熱系數(shù)低（λ在0.18～0.44 W/mK之間），無法適應有機太陽能電池、儲能材料、特高壓輸電設(shè)備和大功率LEDs等電子、電氣設(shè)備及元器件高效快速的導/散熱要求。
西北工業(yè)大學化學與化工學院顧軍渭教授“結(jié)構(gòu)/功能高分子復合材料”（SFPC）課題組長期聚焦本征高導熱高分子的設(shè)計合成以及導熱高分子復合材料的可控制備及內(nèi)稟機理研究。近5年來，在**重點項目、國家自然科學基金、陜西省自然科學基礎(chǔ)計劃杰出青年基金項目和廣東省基礎(chǔ)與應用基礎(chǔ)研究基金重點項目等的資助下，SFPC課題組系統(tǒng)開展了本征高導熱高分子的設(shè)計合成、新型異質(zhì)結(jié)構(gòu)填料的優(yōu)化制備、導熱填料的表面功能化改性，以及導熱高分子復合材料的制備調(diào)控、導熱模型構(gòu)建和導熱機理研究，并基于本征導熱、共混復合和外場誘導成型加工，“基體-界面-填料”的熱傳輸性質(zhì)以及“分子鏈-導熱通路-導熱性能”本構(gòu)關(guān)系研究，制備出多種導熱高分子復合材料及制品，完善和發(fā)展了其導熱機理。
展開 氧化鋁在導熱絕緣高分子復合材料中的應用
為保證電子元器件在使用環(huán)境溫度下仍能高可靠性地正常工作。需要開發(fā)導熱絕緣高分子復合材料替代傳統(tǒng)高分子材料，作為熱界面和封裝材料，迅速將發(fā)熱元件熱量傳遞給散熱設(shè)備，保障電子設(shè)備正常運行。
1.填料的導熱機理
高分子材料本身的熱傳導系數(shù)比較小 ，所以填充型高分子復合材料導熱性能主要依賴于填充物的導熱系數(shù)，填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用。填料用量較小時，填料雖均勻分散于樹脂中，但彼此間未能形成相互接觸和相互作用，導熱性提高不大；填料用量提高到某一臨界值時，填料間形成接觸和相互作用，體系內(nèi)形成了類似網(wǎng)狀或鏈狀結(jié)構(gòu)形態(tài)，即形成導熱網(wǎng)鏈。當導熱網(wǎng)鏈的取向與熱流方向一致時，材料導熱性能提高很快；體系中在熱流方向上未形成導熱網(wǎng)鏈時，會造成熱流方向上熱阻很大，導致材料導熱性能很差。
制造具有優(yōu)良綜合性能的導熱材料一般有兩種途徑：一種是合成具有高熱導率的結(jié)構(gòu)聚合物；另一種是在聚合物中填充高導熱性的填料。后者比較常見。一般都是用高導熱性的金屬或無機填料對高分子材料進行填充。氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）通常作
為填料應用于絕緣導熱高分子復合材料。
2 氧化鋁的形態(tài)及表面處理
2.1 氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）作為導熱絕緣材料的特點
具有導熱電絕緣性能的填料很少。常見的幾種及其熱導率分別見表1。實驗研究證明，當填料與基體熱導率之比大于100時。提高填料導熱系數(shù)已意義不大。這 就意味著應用電絕緣填料如Al2O3，MgO、BeO、AlN等可制備具有較高導熱性能的電絕緣復合材料.與其他填料相比Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）的導熱率不高，但是其價格較低，來源較廣，填充量較大，常用作絕緣導熱聚合物的填料。Al2O3通常單獨使用或與其他填料混合使用。
展開 技術(shù)研究 | 液體高分子材料導熱系數(shù)測試技巧
圖7 測試的溫升擬合曲線
表3 不同三層模型擬合液體熱擴散系數(shù)結(jié)果
實驗結(jié)果表明：
1） 液體的熱擴散系數(shù)測試結(jié)果標準偏差為4.3%，而激光閃射儀測量擬合誤差為±5%，在誤差范圍內(nèi)，說明利用激光閃射法測試液體的導熱系數(shù)結(jié)果是可取的。
2） 選用三層的擬合模型需要考慮正面和背面的熱損失，采用“三層+脈沖修正”模型擬合熱擴散系數(shù)的不確定度低，質(zhì)量越高，水平越高，其結(jié)果可信度比三層絕熱模型擬合的高。此外，通過R2擬合結(jié)果說明其計算范圍越寬，擬合模型對于測量總體變差的解釋程度就越高。因此，需要在測試液體熱擴散系數(shù)時選用“三層+脈沖修正”模型。
案例分析
從測試結(jié)果和擬合數(shù)據(jù)可以看出，儀器本身自帶的樣品框和測試結(jié)果分析軟件可以滿足對液體導熱系數(shù)測試的需求，保證了測試結(jié)果的穩(wěn)定性，而且激光閃射導熱儀的測試溫域?qū)?、周期短等特點可有效地提高測試效率。
經(jīng)驗與建議
對于激光閃射法導熱系數(shù)的測試，需要充分利用儀器測試材料適應性廣的特點，從自帶軟件中選用合適的計算模型，進行測試方法開發(fā)來滿足業(yè)務需求。
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展開 西工大史學濤副教授/顧軍渭教授《J Mater Sci Technol》：導熱高分子復合材料研究成果
現(xiàn)就職于西北工業(yè)大學化學與化工學院，任西北工業(yè)大學倫敦瑪麗女王大學工程學院高分子材料與工程系主任、化學與化工學院化學與化工實驗中心副主任。主持完成國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、航天科學技術(shù)基金等多項國家級/省部級課題。近年來以第一作者或通訊作者在Biomacromolecules, Compos Part A-Appl S, Chem Eng J等期刊發(fā)表SCI論文30余篇（3篇論文入選ESI高被引論文）。
張睿涵，中共黨員，陜西西安人，2018級碩士研究生（推薦免試）。2018年在廣西大學獲學士學位，同年加入顧軍渭教授SFPC課題組攻讀碩士學位。主要從事玻璃纖維的表面功能化改性及其玻璃纖維/環(huán)氧樹脂導熱復合材料的制備和內(nèi)稟機制研究。獲第五屆“光威杯”中國復合材料學會大學生科技創(chuàng)新競賽全國特等獎（全國唯一）；2019~2020學年“柯盛新材”（碩新）專項獎學金。參與國家自然科學基金1項、陜西省自然科學基礎(chǔ)計劃杰出青年基金項目1項。以第一作者在J Mater Sci Technol和Chinese J Polym Sci上發(fā)表學術(shù)論文2篇；參與國內(nèi)會議2次；公開國家發(fā)明專利1件。
顧軍渭，教授/博導、陜西省杰出青年科學基金獲得者、高分子電磁功能材料陜西省“三秦學者”創(chuàng)新團隊核心人員（排名第2）?，F(xiàn)任化學與化工學院副院長、陜西省高分子科學與技術(shù)重點實驗室副主任、無人系統(tǒng)技術(shù)研究院智能材料與結(jié)構(gòu)研究所所長；兼任中國復合材料學會導熱復合材料專業(yè)委員會常務副主任、中國化學會高級會員、英國皇家化學會會員等。主要從事功能高分子復合材料（導熱、電磁屏蔽、吸聲等）和纖維增強樹脂基復合材料（透波、耐燒蝕等）的結(jié)構(gòu)/功能一體化設(shè)計制備及加工研究工作。
展開 
貴州大學謝蘭教授團隊：高導熱的高性能電磁屏蔽材料
圖片來源詳見論文（A部分：Chemical Engineering Journal, 2020, 383, 123072（高被引論文）; B部分: ACS Sustainable Chemistry &Engineering, 2020, 8, 4427; C部分：Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 14506.）
為了提高聚合物導熱性能，謝蘭教授團隊前期利用強剪切流動場與層層自組裝技術(shù)，從多維填料協(xié)同、多元異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計（圖1B/C）及填料多尺度構(gòu)建（圖1C）等方面搭建有序?qū)訝罹W(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，研究了生物質(zhì)基復合材料“結(jié)構(gòu)-界面熱阻-導熱性能”的關(guān)系（圖1），最終實現(xiàn)生物質(zhì)基復合材料的強韌性及其高導熱性能。
圖2. 高導熱的NFC/Fe3O4＆CNT/PEO薄膜的電磁屏蔽效果展示及其機理示意圖。
基于前期研究工作，謝蘭教授團隊進一步采用“交替多層”設(shè)計思路構(gòu)建了包含納米纖維素/四氧化三鐵（NFC/Fe3O4）層和碳納米管/聚環(huán)氧乙烷（CNT/PEO）層的交替多層薄膜。其復合膜展現(xiàn)了優(yōu)異的電導率、導熱系數(shù)以及出色的電磁屏蔽效能（EMI SE）。NFC/Fe3O4＆CNT/PEO柔性薄膜同時具有出色的EMI SE和導熱系數(shù)，在通信行業(yè)，便攜式電子設(shè)備和機器人關(guān)節(jié)中具有潛在的應用前景。
圖3.復合材料的導熱與電磁屏蔽性能。
本研究成果第一作者為貴州大學材料與冶金學院2018級碩士研究生李毅，通訊作者是薛白博士和謝蘭教授。
展開 基于超彈性雙連續(xù)網(wǎng)絡靈活調(diào)控復合材料導熱性能
導熱高分子復合材料因其良好的綜合特性，而在能源化工、通訊衛(wèi)星、高速飛行器及人工智能等領(lǐng)域的熱控系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。近年來，國內(nèi)外研究人員通過模板法、自組裝法、化學氣相沉積等方法預制三維連續(xù)導熱網(wǎng)絡，結(jié)合高分子基體的浸漬和固化制備了一系列高導熱高分子復合材料。這些研究豐富了三維連續(xù)導熱網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)體系，推動了導熱高分子復合材料的快速發(fā)展。
研究表明，一方面，導熱網(wǎng)絡的構(gòu)建能夠促進聲子在整個網(wǎng)絡的高效傳遞、提升復合材料的導熱性能；另一方面，聲子作為熱流的載體，其傳遞路徑的密度和分布也是決定導熱網(wǎng)絡熱流傳輸能力的關(guān)鍵，進而深刻影響復合材料的三維導熱性能。因此，發(fā)展新型高導熱高分子復合材料，不僅需要搭建導熱網(wǎng)絡，更重要的是要研究和實現(xiàn)對三維連續(xù)導熱網(wǎng)絡的精準、可控調(diào)節(jié)，進而可控調(diào)節(jié)和改善復合材料的三維導熱性能。
近日，天津理工大學陳莉教授團隊與天津大學封偉教授團隊合作，通過石墨烯在密胺網(wǎng)絡的組裝構(gòu)建了超彈性石墨烯@密胺雙連續(xù)三維網(wǎng)絡，結(jié)合高分子基體的浸漬與固化制備高導熱復合材料。在固化過程中，借助三維壓縮模具，通過控制雙連續(xù)網(wǎng)絡的壓縮率和壓縮維度對石墨烯導熱網(wǎng)絡的取向度和質(zhì)量含量進行精準控制。對于單向壓縮復合材料，當壓縮率大于70%時，復合材料的水平導熱系數(shù)迅速提高，當壓縮率為95%時，復合材料中石墨烯的含量達到2.6 wt%，復合材料的水平導熱系數(shù)達到1.68 W/mK，是未壓縮樣品導熱系數(shù)（0.175 W/mK）的近10倍。對于三向壓縮復合材料，復合材料導熱系數(shù)呈現(xiàn)各向同性，當三向壓縮率為70%時，復合材料中石墨烯的含量為4.82 wt%，復合材料的導熱系數(shù)達到2.19 W/mK。
展開 GPC與APC：誰更適合于高分子材料分子量測試分析
高分子材料問世至今僅有一百多年的歷史，但其發(fā)展速度之快及應用范圍之廣，使它和鋼鐵、木材、水泥一起構(gòu)成現(xiàn)代社會的四大基礎(chǔ)材料。與其它材料相比，高分子材料具有非常優(yōu)良的成型加工性能和機械強度，這與其特殊的結(jié)構(gòu)、分子量大小和分子量的差異程度（分子量分布）有著非常密切的關(guān)系。
因此，掌握平均分子量和分子量分布等信息，對于高分子材料的研究、開發(fā)、制備以及生產(chǎn)工藝管理和品質(zhì)把控等方面至關(guān)重要。
PART 01
一、分子量測試常用設(shè)備
GPC也可稱為體積排阻色譜(SEC)，是一種用溶劑作流動相，多孔性填料或凝膠作為分離介質(zhì)的柱色譜。接上不同的檢測器，GPC可以同時測定聚合物的各種相對分子質(zhì)量及其分布。
超高效聚合物色譜儀（Advanced Polymer Chromatography，APC），在高分子化合物的分子量及分子量分布測定中具有顯著優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的凝膠色譜儀比較，提高了分離度，尤其在相對較小分子部分，獲得了更好的分離效果，可以得到較為準確的分子量和分子量分布，分析速度快，由于使用了小顆粒的凝膠色譜柱，分離速度大大提升，平均分析時間縮短了3~5倍。
展開 2020碳纖維材料展|復合材料展|高分子材料展
新型無機非金屬材料
先進陶瓷、特種玻璃、新型建筑材料、人工晶體、藍寶石、耐磨材料及設(shè)備等；
5. 高性能纖維及復合材料
高性能纖維及材料、碳纖維材料、樹脂基復合材料、碳/碳復合材料、金屬復合材料及設(shè)備等；
6. 先進高分子材料
聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚碳酸脂、功能彈性體材料、特種橡膠、工程塑料、硅材料、氟塑料、高性能氟硅材料、功能性膜材料及設(shè)備等；
7. 新能源材料
光催化能源材料、太陽能光伏材料、鋰離子電池材料、先進儲能材料、風電材料、新光源材料、油氣田先進材料及設(shè)備等；
8. 電子材料
介電材料、半導體材料、集成電路和光電器件材料、壓電與鐵電材料、熱電材料、導電金屬及其合金材料、磁性材料、光電子材料、電磁波屏蔽材料、多鐵材料、鐵電材料、非晶合金、氧化物存儲材料及設(shè)備等；
9.
展開 還記得飚文言文致謝的高分子博士嗎？畢業(yè)之際再放大招《Chem. Mater.》：簡易構(gòu)建用于智能火災報警器的超高導熱/阻燃柔性膜
論文鏈接地址：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemmater.1c00113
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展開 塑膠材料篇：高分子的結(jié)構(gòu)，影響著材料的諸多性能
塑膠材料的種類繁多，性能各異，雖然常用的材料還不算太多，但是有些材料性能差異很大，有些則比較相似，如果我們光靠記憶各材料的性能來熟悉材料，顯然是比較低效的，特別是一些你不常使用的材料，即使當時你能記住它具體性能用途，但是估計也會很快忘記。所以，這個時候，理論、原理性的知識就顯得尤為重要，以下內(nèi)容實際上在上學時我們都學過，只是當時很難去理解，現(xiàn)在回過頭來看，其實還是有些收獲的。
高分子鏈的結(jié)構(gòu)，其實影響著高分子塑膠材料很多性能，如強度、剛度、沖擊強度等物理性能，有些材料分子結(jié)構(gòu)式非常相似，但性能卻各異，比如這三種材料：PE、PS、PVC。
本文為啥把它們?nèi)旁谝黄鹋e例介紹呢，主要是他們名字太相似了，咋一看，一字之差，實際上它們的性能差別很大，它們都為五大通用塑膠之一，產(chǎn)量大，價格便宜，廣泛應用于日常產(chǎn)品上。
PE，學名稱為“聚乙烯”，是指由乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應合成的聚合物。
PS，學名稱為“聚苯乙烯”，是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應合成的聚合物。
PVC，學名稱為“聚氯乙烯”，是指由氯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應合成的聚合物。
PE、PS和PVC的單體化學結(jié)構(gòu)式如下，可以看出，結(jié)構(gòu)式的主要區(qū)別是，PS中苯環(huán)取代了PE（聚乙烯）中的一個氫原子，而PVC中氯原子取代了PE（聚乙烯）中的一個氫原子。
所以也統(tǒng)稱聚乙烯類塑膠，其中把苯環(huán)、CI等稱為取代基（R），它們的聚合反應如下：
由于分子結(jié)構(gòu)的不同，所表現(xiàn)出來的性能也會不同，從上面的結(jié)構(gòu)式可以看出，PE的分子結(jié)構(gòu)具有對稱性，而PS和PVC分子結(jié)構(gòu)不對稱。
那么對稱或不對稱的分子鏈結(jié)構(gòu)對聚合物的性能有什么影響呢？
展開 一種新型高導熱系數(shù)的BN/硅橡膠復合薄膜材料
來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
微納電子器件的爆炸式增長刺激了對高性能熱界面材料(TIM)的需求，以解決其過熱問題?？紤]到電絕緣性和柔韌性，采用高導熱填料的聚合物基復合材料(包括金屬、碳和陶瓷材料)受到了廣泛的關(guān)注。然而，金屬或碳填充復合材料的導電性不可避免的限制了其在電子器件中的應用。因此，氮化硼、氧化鋁或氧化鎂等具有高導熱性和電子絕緣性的陶瓷填料是高性能TIM的候選填料。
其中，六方氮化硼(h-BN)由于其高平面內(nèi)導熱系數(shù)(理論上高達2000 W/(mK))和優(yōu)異的電子絕緣而引起了特別的關(guān)注。為了有效地將熱源產(chǎn)生的多余熱量傳遞到散熱器，理想的TIM最好具有高的垂直導熱系數(shù)。到目前為止，聚合物/BN復合膜即使在高填料含量(~60 wt%)下的導熱系數(shù)一般小于10 W/(mK)。然而，這種聚合物膠合填料骨架，由于簡單的物理接觸，相鄰填料之間的界面相互作用相對較弱，這在結(jié)處造成強烈的聲子散射，極大地限制了所得復合材料的導熱性增強。
聚合物-六方氮化硼(BN)復合材料因其高導熱性和優(yōu)異的電子絕緣性而成為電子器件理想的熱界面材料(TIM)。然而，由于BN填料的二維形狀和化學惰性，BN的垂直排列和巨大的熱阻是當前面臨的挑戰(zhàn)，阻礙了聚合物/BN復合材料的高效傳熱。因此開發(fā)新型的材料制備策略調(diào)控填料的排列方式是非常重要的研究方向之一。
02成果掠影
近期，復旦大學陳敏教授團隊在開發(fā)高導熱系數(shù)的硅基橡膠復合材料取得新的進展。該團隊提出通過結(jié)合一種新型的非溶劑誘導相分離工藝“原位焊接”策略。
展開 
自組裝法制備高導熱氮化硼復合材料
來源 | Polymer
01
背景介紹
隨著集成電路芯片和電子設(shè)備小型化的快速發(fā)展，為防止芯片的熱失控，對熱管理材料提出了更嚴格的要求。此外，電子封裝材料經(jīng)常會遇到應力破壞和漏電等嚴重問題。因此同時具有出色的電絕緣性和導熱性的熱界面材料成為了重點的研究方向。
然而，導熱系數(shù)的提高受到填料的含量和結(jié)構(gòu)的限制。此外，當填充量高時，由于界面相互作用弱和應力集中，復合材料的力學性能往往不理想。高填充量與高強度往往是相互矛盾的，這是復合材料機械加固的經(jīng)典問題。
為了解決這個問題，研究人員采用不同的方法，如逐層組裝、模板定向組裝、機械輔助壓制和磁場輔助等廣泛發(fā)展用于制備納米復合材料。但由于效率低和路線復雜，這些策略無法實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)制備，這在實際應用中是非常不可取的。
二維BN具有較高的理論導熱系數(shù)和優(yōu)異的絕緣性能，是開發(fā)高導熱擬納米復合材料的合適候選填料。但是，由于高慣性和相對較大的厚度，h-BN在溶液中直接自組裝的報道很少。因此，研究h-BN的誘導取向?qū)τ趯崿F(xiàn)功能復合材料的規(guī)模化制備具有重要意義。
02
成果掠影
近期，華東理工大學材料科學與工程學院的張玲教授在開發(fā)一種適合規(guī)?；療峤缑?em>材料制備技術(shù)方向取得新的進展。該團隊受天然珍珠特殊結(jié)構(gòu)和功能的啟發(fā)，通過綠色、簡單的蒸發(fā)誘導組裝技術(shù)，可以大規(guī)模制備具有優(yōu)異導熱系數(shù)、高絕緣性和堅固力學性能的納米級CS/BNNS薄膜。
值得注意的是，CS/BNNS薄膜在70 wt%時的拉伸強度高達104.5 MPa, 導熱系數(shù)為26.3 W/(m·K)，這是由于其取向良好的結(jié)構(gòu)和強的界面相互作用。
展開 一種具有高導熱和絕緣性的PBO納米復合材料
來源 | Nano-Micro Letters
00
背景介紹
導熱聚合物基復合紙由于具有高強度、高導熱性和優(yōu)異的可設(shè)計性等優(yōu)點，在鋰電池、電容器、集成電路等領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。隨著小型化和集成化的快速發(fā)展，以及功率密度的不斷提高，電子器件和電氣設(shè)備內(nèi)部的熱量積聚問題日益嚴重，這就對導熱聚合物基復合紙的導熱性和耐熱性提出了更高的要求。此外，為了避免微電子元件之間形成短路電流和信號相互干擾，聚合物基復合紙應具有優(yōu)異的電絕緣性，以滿足實際電子工程中的應用。雖然導熱聚合物基體(聚四氟乙烯、聚酰亞胺、芳綸和纖維素納米纖維等)復合紙由于其成本低、加工工藝簡單，但其本身耐熱性差或機械性能差，在工業(yè)上得到了廣泛的應用?；蛘叩?em>導熱率限制了它們的應用，不再保證高端電子電器熱管理領(lǐng)域的穩(wěn)定性和可靠性。
在已知的有機纖維中，PBO纖維具有最高的熱分解溫度(650℃)、最佳的拉伸強度(5.8 GPa)和拉伸模量(280 GPa)，被譽為21世紀的超級纖維。最近的研究表明，通過有機酸剝離得到的PBO納米纖維(PNF)可以保留PBO纖維優(yōu)異的力學性能和耐熱性。此外，它們的內(nèi)部含有高度定向的分子鏈和原始結(jié)晶度，具有比普通聚合物基體更好的導熱性，在導熱聚合物基復合紙領(lǐng)域具有廣闊的應用前景
02
成果掠影
近期，西北工業(yè)大學顧軍渭/重慶師范大學Tang Yusheng團隊通過“溶膠-凝膠”薄膜轉(zhuǎn)化工藝將表面功能化的氮化硼(m-BN)與聚對苯撐苯并二噁唑納米纖維(PNF)均勻復合，制備出仿貝殼珍珠層結(jié)構(gòu)的m-BN/PNF納米復合紙。本文采用“高溫固相&重氮鹽分解”法制備了聯(lián)苯胺功能化氮化硼(m-BN)。
展開 [醫(yī)用高分子材料]
醫(yī)用高分子材料
包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然醫(yī)用高分子材料來源于自然，包括纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；合成醫(yī)用高分子材料是通過化學方法，人工合成的用于醫(yī)用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
材料性質(zhì)
按照材料的性質(zhì)，醫(yī)用高分子材料可分為非降解和可生物降解兩大類。其中非生物降解的材料包括：聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、硅橡膠、聚氨酯、聚醚醚酮等，其在生理環(huán)境中能夠長期保持穩(wěn)定，不發(fā)生降解、交聯(lián)和物理磨損等，并具有良好的力學性能。該類材料主要用于人體軟、硬組織修復和制造人工器官、人造血管、接觸鏡和黏結(jié)劑等。
展開 熱管理用高導熱碳化硅陶瓷基復合材料研究進展
來源 | 無機材料學報
作者 | 陳強，白書欣，葉益聰
單位 | 國防科技大學 空天科學學院，材料科學與工程系
原位 | DOI：10.15541/jim20220640
摘要：碳化硅陶瓷基復合材料以其高比強度、高比模量、高導熱、良好的耐燒蝕性能、高溫抗氧化性、抗熱震性能等特性，廣泛應用于航空航天、摩擦制動、核聚變等領(lǐng)域，成為先進的高溫結(jié)構(gòu)及功能材料。本文綜述了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料制備及性能等方面的最新研究進展。研究通過引入高導熱相，如金剛石粉、中間相瀝青基碳纖維等用以增強熱輸運能力；優(yōu)化熱解碳與碳化硅基體界面用以降低界面熱阻；熱處理用以獲得結(jié)晶度更高、導熱性能更好的碳化硅基體；設(shè)計預制體結(jié)構(gòu)用以建立連續(xù)導熱通路等方法，提高碳化硅陶瓷基復合材料的熱導率。此外，本文展望了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料后續(xù)研究方向，即綜合考慮影響碳化硅陶瓷基復合材料性能要素，優(yōu)化探索高效、低成本的制備工藝；深入分析高導熱碳化硅陶瓷基復合材料導熱機理，靈活運用復合材料結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)效關(guān)系，以期制備尺寸穩(wěn)定、具有優(yōu)異熱物理性能的各向同性高導熱碳化硅陶瓷基復合材料。
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