電子熱管理材料
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
電子熱管理材料的實例教程
電子系統(tǒng)，包括化工生產(chǎn)中的電子控制器，具有更高的和對小型化、集成化、智能化。但是，電子設(shè)備的高度集成通常是伴隨著功率密度的增加和更多的熱量產(chǎn)生，在運行過程中熱量的積累這是很難消散的。過多的熱量積累可能導(dǎo)致電子設(shè)備性能下降，甚至因熱失控而損壞設(shè)備，嚴重時可能威脅到人的生命財產(chǎn)安全。因此，迫切需要開發(fā)更先進、更適用于集成電子設(shè)備的熱管理技術(shù)和材料。
相變材料(PSMs)通過相變來儲存和釋放熱能，由于其能量密度大、體積變化小、相變溫度相對恒定等特點，在熱管理領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。PCMs憑借其優(yōu)良的溫度控制和熱管理特性，被公認為過熱保護和電子器件的最佳熱管理材料。然而，固-液相變材料固有的導(dǎo)熱系數(shù)低、泄漏、剛性大是制約其在電子設(shè)備、5G等高端熱管理領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵問題。
此外，熱管理材料的導(dǎo)電性也應(yīng)考慮在內(nèi)電子設(shè)備。電子產(chǎn)品中有大量的電路集成芯片中，這將不可避免地產(chǎn)生漏電流。熱管理材料往往由于含有高導(dǎo)電性石墨烯、碳納米管(CNTs)等導(dǎo)電性高的導(dǎo)熱填料，因此容易引起短路。那么如何使相變材料具有優(yōu)異的傳熱性能，同時能保持低的電導(dǎo)率下和優(yōu)異的柔性是目前面臨的挑戰(zhàn)之一。
02
成果掠影
大連理工大學(xué)唐炳濤教授在制備具有高導(dǎo)熱和低電阻、以及優(yōu)異的柔性的熱管理材料方面取得新進展。本文提出了一種新型的柔性熱管理相變薄膜PCPU/mCNTs。作者將烷基化改性碳納米管（mCNTs）設(shè)計成相變聚氨酯（PCPU）體系?；诟唠娮韬蚼CNTs的導(dǎo)熱性能，制備出的PCPU / mCNT薄膜表現(xiàn)出增強的導(dǎo)熱性和高電阻。
展開 來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
隨著集成電路小型化、高功率的快速發(fā)展，熱管理已成為電子器件的重要問題之一。然而，實現(xiàn)有效的熱管理是非常具有挑戰(zhàn)性的。因為電子產(chǎn)品主要由堅硬的材料制成，由于堅硬和粗糙的界面之間的點接觸，不能與散熱器產(chǎn)生完美的接觸。因此，需要低壓應(yīng)力、耐久性好、高垂直導(dǎo)熱系數(shù)的熱界面材料（TIM）來填充粗糙表面之間的空隙。
石墨烯、碳納米管和碳纖維等微米級或納米級碳材料的引入是提高 TIM 導(dǎo)熱系數(shù)的最常用方法之一，因為它們具有超高的固有熱導(dǎo)率。熱導(dǎo)率增強主要取決于填料填充量、界面熱阻和填料形態(tài)，包括尺寸、厚度、縱橫比和排列方向。通常，具有高縱橫比、納米級厚度和超過滲透閾值的填充物會促進熱導(dǎo)率的增強。
然而，隨機分散的填料會導(dǎo)致有限的熱導(dǎo)率，由于不連續(xù)的導(dǎo)熱通路導(dǎo)致強烈的聲子散射，無法滿足一般操作要求。為了克服這一缺陷并充分利用高熱導(dǎo)率的碳基填料，它們通常通過電場/磁場輔助定向、剪切誘導(dǎo)排列等構(gòu)建有序的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。然而，由于填料之間的離散接觸，熱阻仍然過高。
相變材料（PCM）多年來一直用于許多領(lǐng)域，包括電子和建筑中的儲能和熱管理。通常，基于 PCM 的 TIM 由基質(zhì)和熱填料組成。在相變溫度下，PCM基體會從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收熱能并充分潤濕粗糙表面以減少接觸熱阻，因此，開發(fā)出具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及柔性的導(dǎo)熱復(fù)合相變材料對于電子器件的進一步發(fā)展有著重要作用。
展開 來源 | Journal of Energy Chemistry
01
背景介紹
隨著電子設(shè)備小型化和集成化的蓬勃發(fā)展，用于高級計算的微處理器的功率密度急劇增加。電子設(shè)備產(chǎn)生的大量熱量積聚在設(shè)備內(nèi)部，例如集成電路。過熱引起的溫度升高會限制電子設(shè)備的工作適應(yīng)性，導(dǎo)致頻繁的故障甚至自燃。因此，開發(fā)提高散熱效率的熱管理材料具有重要的意義。
相變材料(Phase change materials, PCMs)作為一種高效的熱管理材料，可以通過固-液相變過程吸收和釋放熱量。然而，PCMs存在漏液、導(dǎo)熱系數(shù)低、剛性強等固有缺陷，嚴重制約了其進一步的實際應(yīng)用。大多數(shù)PCMs都表現(xiàn)出脆性和易碎性。當用作散熱器和加熱元件之間的熱界面材料(TIMs)時，這種現(xiàn)象會產(chǎn)生不可忽略的熱阻，從而對電子器件的熱管理效率產(chǎn)生不利影響。
柔性PCMs被認為是與物體接觸且能夠承受某些變形(例如，彎曲，拉伸和壓縮)的材料。雖然目前的PCMs具有優(yōu)異的形狀穩(wěn)定性和柔韌性，但由于難以加入導(dǎo)熱填料，其導(dǎo)熱性仍然有限。因此，當PCMs用作TIMs時，對靈活性和增強導(dǎo)熱性的要求仍然具有挑戰(zhàn)性。
02
成果掠影
近期，西南交通大學(xué)王勇和祁曉東團隊針對開發(fā)用于電子器件熱管理的柔性導(dǎo)熱相變材料取得最新進展。本文制備了聚二甲基硅氧烷/石蠟/氮化硼(PDMS/PW/BN)相變復(fù)合材料。首先通過刮削獲得BN沿平面(x-y方向)的排列，然后通過熱壓縮和滾切誘導(dǎo)BN沿平面(z方向)排列。因此，PW被交聯(lián)的PDMS/BN網(wǎng)絡(luò)包裹，從而形成與天然木材相似的年輪結(jié)構(gòu)。年輪結(jié)構(gòu)有效地避免了PW的液體泄漏，從而顯示出高達98%的高尺寸保留率。
展開 該文通過水真空過濾(VAF)，將水分散自愈聚氨酯(W-SPU)、功能化BNNS和熱致變色分子(TCMs)合理組裝，設(shè)計了一種既具有珍珠狀結(jié)構(gòu)又具有粘彈性的軟性熱致變色復(fù)合材料(STC)。實驗結(jié)果顯示該材料具有高的面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)(~30 W/mK)，低熱接觸電阻(~12 mm2 K W-1，比銀漿低4-5倍)，強而持久的附著力(~4607 J/m2，比環(huán)氧漿大2220 J/m2)和自修復(fù)效率。作為一種自粘式散熱器，它可以實現(xiàn)了各種電子設(shè)備的有效冷卻，溫度比聚酰亞胺外殼低20°C。除了具有自我修復(fù)功能外，STC的變色龍行為有助于肉眼監(jiān)測溫度，從而實現(xiàn)智能熱管理。研究成果以“A Thermochromic, Viscoelastic Nacre?like Nanocomposite for the Smart Thermal Management of Planar Electronics ”為題發(fā)表于《Nano-Micro Letters》。
03
圖文導(dǎo)讀
圖1.(a)基于VAF策略的W-SPU、BNNS和TCM組成的STC膜及其在平面電子/電路中的應(yīng)用照片和原理圖,插圖展示了STC膜的柔韌性和接觸角,(b)熱致變色STC油墨照片,(c)具有熱致變色性能的STC膜照片,(d)STC膜的自粘拉伸應(yīng)力照片,(e)顯示STC膜自愈特性的照片(切片染成紅色和藍色),(f )STC-2膜在折疊過程中顏色穩(wěn)定變化的照片,(g)照片顯示了STC膜自粘附在軟底(上)和自修復(fù)(下)的優(yōu)異熱致變色性能,(h) TIM復(fù)合膜截面的SEM圖像。
圖2.
展開 6月3日下午，由[DT新材料]聯(lián)合[廣東灣區(qū)智能終端工業(yè)設(shè)計研究院有限公司（以下簡稱研究院）]共同組織的iTherMTalks第6期線下主題沙龍——數(shù)據(jù)中心智能硬件熱管理——在研究院成功舉辦。20多位行業(yè)專家及企業(yè)代表齊聚一堂，就數(shù)據(jù)中心中服務(wù)器等智能硬件的新近發(fā)展趨勢和熱管理解決方案進行深入交流和探討。
本次沙龍活動伊始，研究院盧煥瑜部長對大家的到來表示了熱烈歡迎，并對研究院概況做了簡要介紹。
沙龍活動現(xiàn)場
報告環(huán)節(jié)，熱設(shè)計網(wǎng)聯(lián)合創(chuàng)始人陳繼良先生帶來《高功率電子產(chǎn)品的熱管理挑戰(zhàn)和應(yīng)對思路》的主題報告分享；研究院采購負責人從企業(yè)切實發(fā)展，介紹了公司在服務(wù)器等智能硬件領(lǐng)域的熱管理解決方案需求；隨后，大家針對報告環(huán)節(jié)的疑問與需求進行了充分交流討論。
報告與交流討論
與會嘉賓參觀研究院展廳
沙龍活動合影留念
"第二屆熱管理材料技術(shù)博覽會”（iTherMEXPO2024）將于2024年11月6-8日在深圳國際會展中心7號館舉辦，將高效呈現(xiàn)熱管理產(chǎn)業(yè)鏈的一站式價值對接平臺，以滿足和促進熱管理行業(yè)各單位交流、合作和共贏發(fā)展。創(chuàng)新型的材料、儀器、設(shè)備、設(shè)計與仿真、解決方案、應(yīng)用場景、專利技術(shù)等薈聚鏈接和呈現(xiàn)將是博覽會的重要組成部分；熱管理領(lǐng)域科學(xué)、材料、技術(shù)和工程等相關(guān)專題論壇、圓桌/閉門、專家問診、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目展示、新品發(fā)布、需求對接等活動也將精彩同期呈現(xiàn)，特別是科研單位創(chuàng)新性的技術(shù)和成果也將獲得從實驗室對接轉(zhuǎn)移到市場的機會。
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展開 
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電子熱管理材料的最新內(nèi)容
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，配套標準與生態(tài)快速成熟。
2026第17屆上海國際熱管理材料博覽會
The17th heatconduction materials exhibition2026
同期召開: 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9-11日 地 點：上海新國際博覽中心
CIME 2026專業(yè)、權(quán)威，涵蓋整個導(dǎo)熱散熱材料及設(shè)備的國際盛會。
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術(shù)語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動駕駛
AEDT Icepak 是 Ansys Electronics Desktop（AEDT）平臺中用于電子熱管理的 CFD 求解器。它基于 Ansys Fluent CFD 求解器，可預(yù)測 IC 封裝、PCB、電子裝配體、外殼和電力電子設(shè)備中的氣流、溫度和熱傳遞，為電子冷卻提供強大解決方案。
8月5日，Ansys官方研討會『AEDT Icepak降階模型：動態(tài)熱管理及快速優(yōu)化解決方案
隨著電子技術(shù)的快速更迭、進步，芯片、器件及電子設(shè)備等向微型化、高性能化、集成化及多功能方向發(fā)展，功率密度和發(fā)熱量急劇攀升。消費電子、5G、XR、人工智能、電力電子、高性能計算、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、電動車、儲能/熱、節(jié)能環(huán)保、工業(yè)4.0等諸多領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，對高效的熱管理材料與技術(shù)，和創(chuàng)新性的組件級、系統(tǒng)級解決方案，都提出了高標準要求和起到積極推動作用，以保證終端產(chǎn)品的效率、
電子技術(shù)快速迭代進步，芯片、器件和電子設(shè)備等向微型化、高性能化、集成化及多功能等方向發(fā)展，功率密度和發(fā)熱量急劇攀高。在新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展背景下，電力電子、半導(dǎo)體、通信、新能源、汽車、綠色建筑等行業(yè)迫切的節(jié)能環(huán)保需求；消費電子、功率器件、5G、人工智能、XR、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、動力電池、儲能、工業(yè)4.0等領(lǐng)域技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，都積極推動了高效的熱管理材料技術(shù)和創(chuàng)新性解決方案的發(fā)展
電子技術(shù)快速迭代進步，芯片、器件和電子設(shè)備等向微型化、高性能化、集成化及多功能等方向發(fā)展，功率密度和發(fā)熱量急劇攀高。在新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展背景下，電力電子、半導(dǎo)體、通信、新能源、汽車、綠色建筑等行業(yè)迫切的節(jié)能環(huán)保需求；消費電子、功率器件、5G、人工智能、XR、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、動力電池、儲能、工業(yè)4.0等領(lǐng)域技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，都積極推動了高效的熱管理材料技術(shù)和創(chuàng)新性解決方案的發(fā)展
6月3日下午，由[DT新材料]聯(lián)合[廣東灣區(qū)智能終端工業(yè)設(shè)計研究院有限公司（以下簡稱研究院）]共同組織的iTherMTalks第6期線下主題沙龍——數(shù)據(jù)中心智能硬件熱管理——在研究院成功舉辦。20多位行業(yè)專家及企業(yè)代表齊聚一堂，就數(shù)據(jù)中心中服務(wù)器等智能硬件的新近發(fā)展趨勢和熱管理解決方案進行深入交流和探討。
本次沙龍活動伊始，研究院盧煥瑜部長對大家的到來表示了熱烈歡迎
來源 | Advanced Functional Materials
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背景介紹
最近結(jié)束的2023年是地球上有記錄以來最熱的一年，某組織預(yù)測地球?qū)⒃谖磥砦迥陜?nèi)創(chuàng)下新的高溫記錄。夏季熱浪給人類健康帶來了許多有害的后果，如對消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的危害。在嚴重的情況下，它甚至?xí)?dǎo)致多器官系統(tǒng)衰竭和隨后的死亡例如，
