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此外，本文展望了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料后續研究方向，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構與性能的構效關系，以期制備尺寸穩定、具有優異熱物理性能的各向同性高導熱碳化硅陶瓷基復合材料。

因此，在計算有效導熱系數時，必須同時考慮界面熱阻和滲流的發生。對于復合材料的有效導熱系數的預測，已有幾種解析和數值方法。分析方法如Maxwell和Bruggeman模型，易于使用，但不考慮復合材料中材料分布的細節。相比之下，基于求解偏微分方程(PDE)的數值方法，如有限元法(FEM)，能夠考慮復合材料中顆粒的形態和分布，但計算成本非常高。

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。

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。

3D打印能夠將填料分布在復合材料中具有所需方向的特定位置，有助于形成導熱路徑，并在首選方向上提高導熱性。02 成果掠影近期，美國特拉華大學材料科學與工程系的倪超英教授在通過3D打印的方法驗證了該工藝對聚合物導熱性能的影響。該團隊利用3D打印方法制備了MWCNTt填充的聚乳酸(PLA)納米復合材料。

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異的電子絕緣性而成為電子器件理想的熱界面材料(TIM)。

聚合物基復合材料具有易于加工、良好的電絕緣性和良好的化學穩定性，是新型設備中應用最多的材料。然而，聚合物基復合材料的低導熱性和高溫穩定性差限制了其應用范圍為了獲得更高的散熱能力，添加具有高導熱性的碳材料(如石墨烯)或無機材料(如氧化鋁和氮化硼)等填料是一種優化方法。

氮化硼(BN)在陶瓷填料中導熱系數最高(>250 W/mK)，具有良好的電絕緣性和較低的成本。因此具有制備各向異性復合材料的優勢。制備取向復合材料的傳統方法，如化學氣相沉積、磁場或電場、冷凍鑄造和真空過濾等，通常效率低下。此外，填料互連性低和三維導熱網絡的結構缺陷嚴重限制了復合材料導熱性能的提高。

為了應對這些挑戰，聚合物基復合材料已經投入了大量的精力。傳統的復合材料是將導熱填料如氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氧化鋅或銅分散在聚合物基體中制備的，這些復合材料的導熱系數達到7 W/mK。然而，油脂類材料和低導熱系數的問題嚴重限制了它們在高功率電子設備中的熱管理。

除了優異的導熱性外，BN/BR復合材料還具有優異的電絕緣性和阻燃性。該仿生復合材料的簡單制備和可擴展性為高性能復合材料的設計和制備開辟了新的道路。

(a) LM@BN拉伸過程中復合材料的結構重排;(b)復合材料原始狀態和編程后的顯微組織(i-ii)光學顯微鏡，(i-ii)掃描電鏡;(c)編程后復合材料的導熱系數；(d)導熱系數與體積分數的關系。 圖5 . 復合材料的力學性能及其在熱管理中的應用實例 。

二維BN具有較高的理論導熱系數和優異的絕緣性能，是開發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的誘導取向對于實現功能復合材料的規模化制備具有重要意義。

因此，三維導熱復合材料為熱管理和電磁屏蔽材料提供了可行的思路。

然而，這也為新型的類似珍珠的復合材料設計提供了一個機會，以繞過通常的“硬/軟”權衡，使其成為此類應用的有吸引力的選擇。先進的散熱材料除了具有高導熱性、重量輕、可變形等傳統特性外，還具有自愈能力、熱響應性和溫度傳感能力等多種功能。然而，將這些屬性結合成一種類似珍珠的復合材料是一項艱巨的任務。然而，在不影響復合材料其他功能的情況下提高導熱性仍然是一個挑戰。

因此，本研究為合理設計高導熱復合材料以提高電動汽車電池組的熱安全性提供了依據。

(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。

3.2 單一雙功能填料導熱吸波復合材料 針對傳統雙功能填料導熱吸波復合材料需要導熱劑與吸收劑的同時高填充，會導致復合材料力學性能大幅下降等問題，研究者希望開發出一種單一的兼具導熱、吸波雙功能的粉體材料應用于導熱吸波復合材料的制備。

因此，制備厚度均勻、產率高的高質量BNNS對于制備具有高導熱性能的柔性復合膜具有重要意義。近年來，高性能PI納米纖維薄膜在導熱領域得到了廣泛的研究。以及利用氧化石墨烯/膨脹石墨復合制備了具有高導熱性的多層電磁干擾屏蔽柔性薄膜。根據其他研究結果表明，通過在BNNS之間建立橋梁來提高復合材料的導熱性仍然是一個挑戰。

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。

圖2. m-BN/PNF納米復合紙的導熱性能和耐熱性能。