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復合材料熱導率增長率；（h）CFs 同向排列的 CFRP 復合材料熱導率與比 CFs 隨機分散的 CFRP復合材料熱導率提升率 圖 1（a）、（b）、（c）和（d）分別描述了純聚合物、加入導熱填料、構建三維網絡通道和 CFs 同向排列等情況下 CFRP 復合材料內部的熱流分布。

02成果掠影 近期，桂林理工大學陸紹榮教授和中科院寧波材料與工程技術研究所虞錦洪研究員近期在開發高熱導率的熱管理材料取得新進展。提出采用單軸靜電紡絲和同軸靜電紡絲的方法，制備了不同微觀形貌的單軸聚乙烯醇/納米金剛石片(U-PVA/ND)和同軸聚乙烯醇/納米金剛石片(C-PVA/ND)復合纖維薄膜。

02成果掠影 近期，天津理工大學趙云峰教授、蘇州泰吉諾新材料有限公司李兆強聯合河北工業大學鄧齊波教授在制備具有低表面張力和優異熱導率的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用的復合漿料。

復合材料熱導率與金剛石體積分數密切相關，當金剛石體積分數從 12%增加到 39%時，復合材料室溫熱導率從 249 W/(m·K)提高到 329 W/(m·K)。

中國科學院上海硅酸鹽研究所團隊選擇 YH2、 GdH2、YbH2和 ZrH2分別與 MgO 組成復合燒結助劑，通過兩步氣壓燒結制備了高熱導率 Si3N4 陶瓷。

03 圖文導讀 圖1.復合相變材料制備示意圖和微觀結構示意圖。 圖2.復合材料的熱導率以及TG曲線，熱導率和文獻的比較。 圖3.相變復合材料的放熱和吸熱DSC曲線以及結構示意圖。

作為對照，文中還計算了α-Si3N4，其熱導率沿c和a軸分別為116和87 W/mK。與其他常用的半導體材料（例如SiC、AlN和GaN）相比，盡管Si3N4 的化學鍵和機械強度相當甚至更強，但其熱導率要低得多。比如SiC熱導率是400-500 W/mK，AlN熱導率是325 W/mK，GaN熱導率是200 W/mK。

圖4.不同角度（0?，45?和90?）復合材料的SEM和EDS圖像。 圖5.不同條件下復合材料的熱導率變化以及本文熱導率和相關文獻對比。 圖6.SCF-0, SCF-45, SCF-90 和 SCF-only-90的有限元分析。

在這種情況下，采用具有優異的電磁屏蔽性能和熱管理性能的材料來解決上述問題是非常理想的方式之一。含碳導熱填料由于其熱導率高，且填充在聚合物中的復合材料其重量輕、柔韌性好、可加工性好等優點，成為當前電磁干擾屏蔽和熱管理材料領域的研究熱點之一。石墨烯納米片(GNPs)具有優異的導電性、優異的導熱性，顯示出作為新材料的巨大潛力。

高分子材料以其優異的可加工性、重量輕、成本低等特點受到人們的青睞。然而，聚合物的固有熱導率通常很低(0.1 ~ 0.5 W/mK)。采用具有高導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熱性。六方氮化硼(BN)是一種二維片層陶瓷材料，其面內導熱系數約為300 W/mK，面外導熱系數為30 W/mK。良好的電絕緣性使BN在電子設備的熱管理應用中具有獨特的優勢。

來源 | Advanced Materials 01背景介紹 極端環境（如深空和深海）對氣凝膠材料的熱防護性能提出了更高要求：一方面，氣凝膠需兼具超低熱導率（< 20 mW m -1K -1）和優異力學性能（高剛性、高柔性、超彈性等）；另一方面，需突破低成本和易規模化的氣凝膠制備技術，也讓原本艱巨的任務變得更加困難

在前面的文章中，介紹了非平衡態下石墨烯的熱導率模擬方法，本文介紹第二種熱導率模擬方法：使用平衡態分子動力學（EMD）計算熱導率。本文仍然以石墨烯熱導率計算為例，以供大家對比參考。在平衡態下計算熱導率，主要計算公式為Green-Kubo。用到的主要命令為compute heat/flux。

03圖文導讀圖1.采用水熱和浸漬法制備PEG/HBA復合材料。 圖2.(a) BN納米片的AFM圖像，(b)高分辨率BN片層邊緣的TEM圖像，(c) RGO和HBA-10氣凝膠，(d) BN, BN納米片，GO，和HBA-10的XRD曲線，(e) HBA-10的拉曼光譜。

(a) PPG 復合材料的縱向和橫向導熱系數。(b) PiPG 復合材料的導熱系數。(c) 石蠟和 PPG 相變復合材料的熱重分析曲線。(d) PPG 相變復合材料的殘留物質量百分比，以及 (e) 填充物含量和導熱率提高效率。(f) PPG4 的熱導率和潛熱保持率與已報道的 PCC 的比較。

02成果掠影 近期，廣東工業大學熊世云教授聯合南方科技大學李保文教授在研究魔角扭曲雙層石墨烯熱導率取得新進展。在這項工作中，團隊報告了1.08?附近的異常行為，其中熱導率顯示局部最小值。報道了扭曲雙層石墨烯(TBG)的局部最小導熱系數，這與其他幾個已報道的性質轉變中的“魔角”相對應。

與熱固性樹脂基復合材料相比，熱塑性樹脂基復合材料具有下列優勢： （1）經合理優化凝聚態結構的熱塑性基體具有較高的基體韌性，熱塑性樹脂基復合材料耐疲勞性能好，沖擊損傷阻抗和損傷容限都比熱固性樹脂基復合材料高。 （2）孔隙率低，吸濕率低，耐環境性能好。

在此基礎上，團隊利用電池熱導率對電池結構變化的強依賴性，將其作為電池衰減的定量指標。根據團隊建立的電池熱導率模型，電池的兩種主要衰減機制對其熱導率有著相反的影響：析鋰會降低負極顆粒與隔膜之間的緊縮熱阻而提高電池熱導率，電解液消耗則會降低流體部分的有效熱導率而降低電池熱導率。基于電池熱導率模型，團隊開發了熱傳感方案，用于電池衰減的非嵌入式監測和定量評估。

為提高了相變材料的導熱系數應進一步提高冷卻效果，一般來說導熱性能通過加入高導電性熱添加劑，如金屬粉末、碳納米管(CN)、石墨烯、氮化鋁(AlN)和膨脹石墨(EG)來優化。但是當導熱填料粉末作為導熱促進劑添加到PCM中，這些小顆粒會聚集在一起形成更大的團簇，這對形成連續換熱網絡有負面影響將限制優化熱導率。