導熱材料的案例
封偉教授編著的《智能導熱材料的設計及應用》由清華大學出版社出版發行
來源 | FOCC-TJU公眾號
FOCC團隊封偉教授編著的《智能導熱材料的設計及應用》由清華大學出版社出版發行。該著作入選“十四五”國家重點出版物出版規劃項目，受到國家科學技術學術著作出版基金資助，同時也列入先進芯片材料與后摩爾芯片技術叢書。
《智能導熱材料的設計及應用》以面向新型熱管理應用的智能導熱材料為目標,根據當今智能導熱材料的發展現狀,從材料的概念、傳熱原理、結構設計及應用等角度展開介紹。該書共有7章,分別為導熱概述(概念、導熱機理、影響因素及分類),智能導熱材料概述,智能化性能設計,智能導熱材料設計,智能導熱材料應用,智能導熱材料在先進芯片中的應用,結論與展望。該書可作為相關專業本科生和研究生的教材。希望通過該書可以激發廣大讀者及相關領域研究人員對智能導熱材料的興趣,并為從事相關研究的工程技術人員提供參考。
智能導熱材料為導熱材料的一個重要分支。它是一種以熱量快速疏導為目的,通過智能熱控技術,利用其熱導率可智能調控的特點實現對被控對象與外界從隔熱到良好導熱的自主調控的新型功能材料,屬于材料、化學、物理等多學科交叉的一項基礎研究。智能導熱材料具有響應速度快、精確調節系統溫度和顯著降低資源消耗的特點,在民用電子、航空航天等領域有著廣闊的應用前景。同時,隨著近年來空間技術、人工智能、航空航天等領域的快速發展,對于溫度敏感、發熱量較大且環境溫度復雜的設備,如通信終端、蓄電池、芯片電子等,亟需發展能夠即時感知外界環境、自主熱流調節的新型智能導熱材料。然而,受熱導率低、回彈性差、附著力弱等綜合因素的影響,材料的智能感知調節能力相對較差,因此,材料暫時未能全面滿足多種復雜環境的應用需求。基于此,當今國內外學者對智能導熱材料的機理、控制、應用范圍開展了較多研究。
展開 導熱吸波材料研究進展
來源 | 哈爾濱工程大學學報
作者 | 王孟奇，李維，崔正明，陳志宏，官建國
單位 | 武漢理工大學 材料復合新技術國家重點實驗室
摘要: 針對電子和通訊設備小型化、高度集成化帶來的散熱和電磁兼容困難問題，本文研究分析了導熱吸波材料的發展現狀，從單一的導熱功能材料和吸波功能材料的設計制備出發，歸納了導熱機理與吸波機理以及影響導熱和吸波性能的重要因素。在此基礎上介紹了一些典型的提高導熱吸波綜合性能的方法及其設計制備方法，在總結現有導熱吸波復合材料的發展現狀和問題的基礎上，考慮當前技術的不足，提出了未來導熱吸波材料的發展方向，包括制備高熱導率的聚合物基體材料、結構優化設計和增強導熱吸波復合材料綜合性能的研究。通過此研究，旨在為制備高性能導熱吸波材料提供參考，提升行業技術水平，開發出兼具高導熱和電磁波吸收功能的新型復合材料。
關鍵詞：導熱吸波材料；導熱機理；吸波機理；設計方法；制備方法；導熱性能；吸波性能；復合材料
人們對電子及通訊器件便攜、高性能、多功能和智能化的剛性需求，促使它們不斷向著小型化、集成化和高功率方向發展，從而導致系統內部產生大量的余熱以及嚴重的電磁干擾和電磁泄露問題。
這兩大問題嚴重限制了新設備的研發及用戶的使用體驗，已經成為各類設備廠商重點關注和投入的領域。
展開 .》： 復合材料導熱網絡研究取得新進展
導熱填料形成的導熱網絡對提升其復合材料的導熱性能至關重要。一般認為，導熱復合材料的導熱系數（λ）隨導熱網絡的完善而逐漸提高。目前，關于復合材料導熱網絡的研究主要集中在三個方面：導熱網絡何時形成、如何形成，以及導熱網絡對導熱性能的提升機理。導熱網絡何時形成主要涉及導熱網絡形成時的臨界體積計算，主要與導熱填料的幾何形狀和尺寸有關，一般隨其長徑比的增加而減小。如何形成導熱網絡主要涉及導熱網絡的設計構筑，包括設計異質結構導熱填料以促進填料的彼此搭接，預制導熱填料連續搭接骨架形成多維導熱通路，以及加工驅動導熱填料的取向排列等。在導熱網絡促進導熱性能提升機理方面，一般認為導熱填料形成的導熱網絡降低了導熱填料間的界面熱阻，增加了聲子傳輸的通道，同時減少了因填料-基體界面不匹配造成的聲子散射。
但目前鮮有報道導熱網絡中導熱填料通路的數量、長短、貫穿方式及其分布等對復合材料導熱性能影響的研究，以及導熱網絡形成后，復合材料的導熱系數隨導熱填料用量的繼續增加又會呈現什么樣的變化等問題也有待進一步明晰。因此，設計構筑結構、密度、分布可控的導熱網絡，從多角度研究其對復合材料導熱性能的影響，對豐富完善導熱復合材料的導熱機理并指導其實際生產具有重要的理論意義和實際應用價值。
西北工業大學化學與化工學院顧軍渭教授“結構/功能高分子復合材料”（SFPC）課題組以液氮瞬冷造粒技術制備出不同粒徑的石蠟球，采用微融覆法在石蠟球表面包覆石墨（旨在石蠟相界面間構筑可控的石墨導熱網絡），進而結合熱壓工藝制備石墨/石蠟導熱復合材料。
展開 導熱聚合物材料的發展趨勢：關鍵因素、進展與展望
為了提高聚合物基體的本征導熱系數，可以通過設計和改變分子和鏈結構來獲得特定的物理結構(如取向結構、液晶結構、結晶結構等)，從而獲得具有高本征導熱系數的大分子體系。對于填充的導熱聚合物，填料的導熱性、導熱網絡的結構以及聚合物與填料之間的界面對復合材料的導熱性有很大的影響。盡管到目前為止已經取得了進展，但導熱聚合物復合材料技術的進一步發展仍然需要解決一些挑戰：
（1）傳統方法制備的復合材料要想實現導熱系數的顯著提高，必須加入大量導熱填料，而導熱填料的加入過多不僅會損害材料的力學性能，還會增加界面熱阻。這是由于引入了更多的界面，導致聲子有更多的散射點，阻礙了材料中的熱流。因此，如何在低填料含量下獲得高導熱系數仍然是當前研究的熱點。
（2）聚合物的本征??值極低，但聚合物基體顯然占比最大，對復合材料性能影響最大。因此，深入研究本征聚合物的導熱機理將有利于提高最終產品的性價比。
（3）目前對導熱聚合物復合材料的研究大多停留在理論和實驗層面。如何在工業化大規模生產的層面上對此進行認識，也是今后待解決的問題。
（4）目前的熱傳導機制和模型并不完善，需要對熱傳導機制進行深入的研究，這需要從多學科的角度來看待。計算機模擬和機器學習是建立新的熱傳導模型和設計下一代導熱產品的有力工具。
（5）不同測試設備測得的聚合物復合材料的測量??值存在明顯差異。熱導率的表征方法需要規范化和標準化，以使其??值具有可比性。
（6）智能材料發展迅速，設計和制備功能導熱材料變得越來越重要，如具有高效電磁干擾屏蔽的導熱材料、具有快速自愈能力的導熱材料和具有傳感能力的導熱材料等。
展開 
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、高比強度/比模量、易成型加工、優良的化學穩定性和低成本等，常被用于能源、電氣/電器和電子領域中。但其本體導熱系數低（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、特高壓輸電設備和大功率LEDs等電子、電氣設備及元器件高效快速的導/散熱要求。
西北工業大學化學與化工學院顧軍渭教授“結構/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計合成以及導熱高分子復合材料的可控制備及內稟機理研究。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計劃杰出青年基金項目和廣東省基礎與應用基礎研究基金重點項目等的資助下，SFPC課題組系統開展了本征高導熱高分子的設計合成、新型異質結構填料的優化制備、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控、導熱模型構建和導熱機理研究，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”的熱傳輸性質以及“分子鏈-導熱通路-導熱性能”本構關系研究，制備出多種導熱高分子復合材料及制品，完善和發展了其導熱機理。
展開 基于超彈性雙連續網絡靈活調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、通訊衛星、高速飛行器及人工智能等領域的熱控系統發揮重要作用。近年來，國內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導熱網絡，結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導熱網絡結構體系，推動了導熱高分子復合材料的快速發展。
研究表明，一方面，導熱網絡的構建能夠促進聲子在整個網絡的高效傳遞、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絡熱流傳輸能力的關鍵，進而深刻影響復合材料的三維導熱性能。因此，發展新型高導熱高分子復合材料，不僅需要搭建導熱網絡，更重要的是要研究和實現對三維連續導熱網絡的精準、可控調節，進而可控調節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絡的組裝構建了超彈性石墨烯@密胺雙連續三維網絡，結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，通過控制雙連續網絡的壓縮率和壓縮維度對石墨烯導熱網絡的取向度和質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達到1.68 W/mK，是未壓縮樣品導熱系數（0.175 W/mK）的近10倍。對于三向壓縮復合材料，復合材料導熱系數呈現各向同性，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達到2.19 W/mK。
展開 用于熱管理的分層導熱聚合物納米復合材料
來源 | Applied Materials Today
01
背景介紹
由于固體材料的導熱系數與電氣系統的溫度變化成反比，這就要求導熱材料表現出與溫度相適應的熱傳輸能力，并集成到動態負載條件的電氣系統的熱管理中。管理電導體中的熱量是滿足能源可持續使用和電力可靠性需求的一個主要挑戰，尤其是在電力電子設備和能源關鍵型電機中更為重要。要實現這些不同的功能，如熱可靠性和電可靠性，就需要合理地設計導熱材料的結構。
02
成果掠影
近期，布法羅大學Shenqiang Ren研究團隊提出了分層導熱納米復合材料，由納米結構陶瓷共形涂層和混合排列的超高分子量聚乙烯纖維組成，可定制電導體的散熱。混合排列的熱界面具有非常理想的各向異性高導熱系數，可達0.98W/mK，介電強度為3.4。此外，電隔熱界面在動態負載條件下表現出高性能和可靠的電氣系統。在相同的電負載下，非均勻陶瓷-聚合物封裝導體的表面溫度比聚合物封裝導體低17.8℃。研究成果以“Hierarchical thermal-conductive polymer nanocomposites for thermal management”為題發表于《Applied Materials Today》。
03
圖文導讀
圖1 a. 由超高分子量聚乙烯（UHMWPE）和陶瓷涂層組成的導熱材料示意圖。(I)排列UHMWPE纖維。（II）陶瓷涂層UHMWPE纖維。（III）異質陶瓷UHMWPE薄膜。（IV）異質薄膜涂層銅線。
展開 具有優異的電絕緣、高導熱性能的聚合物復合材料
來源 | Composites Science and Technology
01
背景介紹
熱管理在現代工業和技術中發揮著越來越重要的作用，導熱材料已成為眾多電子產品和大型設備(包括能源設備、航天飛行器等)不可或缺的一部分。大多數金屬和陶瓷一般都是理想的導熱體，這可以分別歸因于電子熱傳導和相對完美的晶格振動。聚合物良好的可加工性和電絕緣性能使其在熱管理中不可或缺，但其隨機盤繞的共價分子鏈會產生強烈的聲子散射，由此產生的低導熱系數極大地限制了其在散熱中的應用。
通過提高分子鏈的結晶度和有序度，聚乙烯纖維、聚乙烯薄膜、聚乙烯氧化物纖維和聚苯并二惡唑纖維獲得了優異的導熱系數。這為輕質、可加工和絕緣導熱材料開辟了兩個新思路。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)以其優異的力學性能、低密度、良好的耐化學性、高耐磨性等特點而備受關注。最近的研究已經擴大了在熱管理中使用聚乙烯的可能性。
超高分子量聚乙烯纖維具有較高的導熱系數和優良的絕緣性能，非常適合在電絕緣領域發展為導熱材料。目前，絕緣導熱材料主要是填充導熱填料，然而在高填充量下面臨導熱系數惡化、密度高、可加工性差等棘手問題。利用超高分子量聚乙烯纖維開發全聚合物復合材料有望解決上述問題。但目前很少有研究對超高分子量聚乙烯纖維復合材料的導熱系數進行研究，導熱系數大于10 W/mK的超高分子量聚乙烯復合材料更是罕見。
02
成果掠影
近期，北京大學白樹林教授在開發具有高導熱和電絕緣性能的聚合物復合材料取得新成果。
針對開發具有優異機械性能、電絕緣、高導熱的全聚合物復合材料，通過熱壓法制備了種具有（0°/90°、±45°）兩種取向結構的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維/環氧樹脂復合材料。
展開 氧化鋁在導熱絕緣高分子復合材料中的應用
需要開發導熱絕緣高分子復合材料替代傳統高分子材料，作為熱界面和封裝材料，迅速將發熱元件熱量傳遞給散熱設備，保障電子設備正常運行。
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，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，體系內形成了類似網狀或鏈狀結構形態，即形成導熱網鏈。當導熱網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構聚合物；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 寧波材料所在短切碳纖維增強聚合物材料導熱性能方面取得進展
短切碳纖維是由碳纖維長絲經纖維短切而成，相較于碳纖維長絲可以更均勻地分散在基體材料中。短切碳纖維不僅具有超高的機械強度、較低的密度及良好的熱穩定性，而且是一種性能優異的導熱材料，是提高聚合物材料導熱性能的理想導熱填料。但是，一維材料存在嚴重的導熱各向異性，如何充分控制短切碳纖維在聚合物基體材料中呈豎直取向，從而充分利用碳纖維的軸向高導熱性能得到具有優異縱向熱導率的復合材料是研究的關鍵。常用的方法是通過對短切碳纖維施加外電場，使碳纖維沿豎直方向取向。但是這種方法需要較強的電場強度且工藝較為復雜，另外復合材料厚度受限于纖維的長度，較難得到厚度適宜的導熱復合材料。
鳳凰供應環氧樹脂https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48338.html
基于上述問題，中國科學院寧波材料技術與工程研究所表面事業部功能碳素材料團隊通過利用單軸溫度場下冰晶的定向引導作用，使得短切碳纖維沿豎直方向取向，得到了具有“微蘆葦叢”結構的碳纖維多孔泡沫，其制備流程和微觀結構如圖1所示。“微蘆葦叢”結構充分利用碳纖維的軸向高導熱增強聚合物材料的導熱性能。該方法制備的復合材料的熱導率高達6.04 Wm-1.K-1，并且得到的復合材料具有良好的柔順性，有望代替傳統的聚合物材料解決電子電氣設備的散熱問題。
相關工作已發表在化工領域的核心期刊（Chem. Eng. J., 2019, 375, 121921），并獲得國家自然科學基金（51573201和U1709205）、浙江省公益技術應用研究計劃（2016C31026）和3315創新團隊等項目資助。
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
圖1 BNN-30@BNNS/Si-GFs/E-44層壓導熱絕緣復合材料的制備流程示意圖
圖2 環氧樹脂導熱復合材料的λ（a）和15 wt%導熱填料用量的環氧樹脂導熱復合材料紅外熱成像圖（b）、BNN-30/E-44（c）和BNN-30@BNNS-Ⅲ/E-44導熱復合材料（d）的斷面SEM圖及導熱機理示意圖（c’、d’）
圖3 BNN-30@BNNS-Ⅲ/Si-GFs/E-44層壓導熱絕緣復合材料面內熱導率λ//（a）和面間熱導率λ┴（a’）；加熱時間和溫度影響曲線（b、c）和紅外熱成像圖片（b’、c’）
圖4 COMSOL軟件仿真的點熱源情況下層壓復合材料面內（a）和面間（b）傳熱過程熱成像圖、面內（c）和面間（d）溫度變化黑色標記點溫度隨時間的變化曲線
該研究成果以“Improvement of thermal conductivities and simulation model for glass fabrics reinforced epoxy laminated composites via introducing hetero-structured BNN-30@BNNS fillers”為題近日發表于Journal of Materials Science & Technology上。第一作者為西北工業大學化學與化工學院史學濤副教授和2018級碩士研究生張睿涵，通訊作者是西北工業大學化學與化工學院顧軍渭教授。
展開 
德聚密封及導熱材料解決方案
針對IGBT模塊的散熱，德聚推出了N-Sil 8630系列，用于IGBT模塊與散熱器之間的熱傳導：高導熱系數，低熱阻抗；優異的耐高溫老化性能；良好的鋼網印刷性；極低的熱失重；易返修。
03
報告分享
2023年9月24-26日，《2023導熱界面材料論壇》將在深圳國際會展中心希爾頓酒店舉辦，中興、霍尼韋爾、3M、德邦、德聚、今山和賽寶實驗室等企業，及西北工業大學、天津大學、中國科學院工程熱物理研究所、北京工業大學、北京化工大學、安徽大學、中國科學院固體物理研究所、中國科學院深圳先進技術研究院等研究單位，共15位學者專家將分享介紹熱界面材料領域近些年科學研究的最新成果和工程技術應用的重要進展，探討發展趨勢，促進交流合作。
德聚股份技術副總錢原貴先生，將帶來《德聚高導熱界面材料解決方案》的報告分享。報告將重點介紹德聚的測試方法和優秀的產品性能，分享德聚技術近年研發的導熱界面材料，詳述德聚導熱界面材料的產品種類（5大類，8種產品），以及德聚研發導熱界面材料的獨特技術和方法。
錢原貴，德聚股份技術副總
個人簡介
武漢理工大學工商管理碩士，機電一體化專業本科，工學學士。曾擔任荷蘭飛利浦照明電子(上海)有限公司高級工程師，德國西門子移動通信公司工藝及維修經理和漢高(中國)投資有限公司焊接材料資深技術服務經理，漢高導熱界面材料(貝格斯)全國技術服務經理，六西格瑪黑帶等職。在電子制造行業擁有25年以上工作經歷和膠黏劑行業20年以上應用工作經驗。熟悉電子制造業波峰焊和回流焊接工藝，并擁有豐富的實踐經驗。
展開 2020上海國際導熱散熱材料展覽會
展品范圍 Exhibition Scope
一、導熱與散熱材料：導熱塑料、導熱橡膠、導熱金屬、軟金屬箔(如銅箔和鋁箔)、導熱絕緣材料、導熱填充材料、導熱雙面膠、導熱硅脂、石墨導熱片、銦箔金屬導熱片、導熱膠帶、導熱膠、導熱膠片、導熱片、導熱矽膠片、液態金屬、導熱石墨膜、導熱膜、導熱相變材料、導熱硅膠片、導熱絕緣材料、導熱矽膠布、導熱灌封膠、導熱雙面膠帶、導熱硅膠墊片等導熱界面材料；散熱專業金屬、散熱布、散熱墊、散熱硅脂、散熱油、散熱膜、散熱金屬、散熱涂料、散熱塑料、導熱石墨化爐等；導熱散熱高分子復合材料-新型導熱散熱材料
二、材料分析與檢測：分析儀器、激光導熱儀、導熱分析儀、導熱系數儀、熱膨脹儀、電子熱測試儀、風量風壓測試儀、激光導熱系數測量儀、材料強度試驗機、熱物性測量設備等；
展館介紹：
國家會展中心（上海）可展覽50萬平方米，包括40萬平方米室內展廳和10萬平方米室外展場。闊大的展示空間，可以讓展商盡情發揮，實現高品質的形象布館。展館位于上海市虹橋商務區核心區西部，與虹橋交通樞紐的直線距離僅1.5公里，通過地鐵與虹橋高鐵站、虹橋機場緊密相連。周邊高速公路網絡四通八達，2小時內可到達長三角各大重要城市，交通十分便利。三棟辦公樓和一座五星級酒店位于綜合體四片葉子的端部。其中，辦公樓可為會展活動提供高效便捷的會議服務，配合舉辦各類產品的常年展示，與例展相輔相成，放大展覽的貿易功能。五星級高檔商務型酒店，可以滿足展會高端人群的住宿、用餐和會議等需求。
展開 ：具有金屬級導熱系數和可控導熱路徑的全有機聚合物塊狀材料
總而言之，到目前為止，開發導熱系數10 W/m K以上的復合材料仍是一個巨大的挑戰，而如何進一步調控熱量在這種高導熱復合材料內部的傳導路徑更是一件十分有趣、而又困難的事情。
圖2. PDMS/PEMF復合材料的導熱系數。
低維的高分子材料，特別是高度拉伸取向的纖維或薄膜，在特定方向具有非常優異的導熱能力，例如PE纖維的導熱系數可以高達100 W/m K，但如何將上述PE纖維的優點拓展到三維的聚合物塊體材料中目前還尚未有系統性的嘗試。針對上述所提到的幾個問題和挑戰，在本文中，他們利用PEMF長度方向高導熱的特點，通過模具加工、真空浸漬以及高壓水切割的方法可控定構了垂直方向高導熱的PDMS/PEMF絕緣復合材料。如圖2所示，由于PEMF可以在米級尺度上保持完整的連續狀態，不會在傳熱方向引入任何的PDMS-PEMF微觀界面，因此該復合材料的垂直導熱系數可以高達38.27 W/m K，其性能甚至可以比擬一些金屬材料，如不銹鋼等。此外，這種全有機的材料還具有優異的絕緣能力，極好的介電性能，以及輕質的特點，其絕緣導熱系數幾乎超過了目前所報道的所有三維塊體材料。
圖3. PDMS/PEMF復合材料的導熱系數。
展開 如何測試各項異性材料X軸方向的導熱系數？
隨著5G時代到來，對電子設備及材料提出了更高的要求。5G信號發射頻率高，設備溫度耗散性能要求高，材料的導熱性能成為了評價5G材料的重要指標。
材料導熱性能的提高，主要原理是增加材料內部微觀結構中的導熱通路，一般采用兩種方式，一種是高分子基材本體結構的影響，如結晶性聚合物可通過對材料施加外力，高分子鏈的結構會沿著外力的方向進行排列，形成連續的短切晶橋，當熱量沿著外力方向傳播時可獲得很高的導熱系數，從而改善聚合物材料的傳熱能力。對于非晶態的聚合物來說，在受力后不僅可以形成取向，而且可以使高分子的自由體積受迫變小使內部更緊密，從而減弱延取向方向的聲子散射，提高導熱性能。
二是添加導熱填料，高的填充系數必將獲得更高的導熱系數。當填充量變大時，導熱粒子之間接觸的可能性變大，一旦形成連續的粒子連通相導熱系數將快速提升。同時填料的幾何形態對材料的導熱系數是非常明顯的，同種粒子通常會有不同的形貌，一般來說長徑比大的填料更易取向排列形成導熱通路。如將碳纖維填充到聚丙烯中并沿軸向取向，其軸向導熱系數隨體積分數變化非常明顯，但垂直方向的導熱系數基本上毫無變化。
在測量材料的導熱系數過程中，除了考慮儀器狀態、實驗條件外，還要考慮到試樣本身因素對測試的影響，因為試樣的厚度和處理的方式直接影響了導熱性能的測試結果。聚合物在兩個方向上，產生了各向異性。由于復合材料的導熱系數會受到基體和填料結構特性的影響，通常需要分別測試Z軸和X軸不同方向的導熱性能，如圖1所示。
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