用于热管理应用的SPI-修改的h-BN纳米基热接口材料
Vanmathi Ravichandran1, Akshatha Chandrashekar2, T Niranjana Prabhu2
1Sustainable Nanomaterials and Technologies Lab, Department of Physics and Nanotechnology, SRM Institute of Science and Technology, Kattankulathur, Chengalpattu, Tamil Nadu 603203, India.
ACS applied materials & interfaces
|June 19, 2024
概括
这项研究开发的环保热接口材料 (TIM) 使用大豆蛋白分离功能化化纳米片在油. 新的TIM显著提高了电子产品和LED的散热.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 电子设备产生大量的热量,因此需要高效的热接口材料 (TIM) 来散热.
- 基于油的传统TIM面临着由于老化,有毒化学品和填充剂效率低下的局限性.
- 需要先进的,环保的TIM,具有更好的导热率和可靠性.
研究的目的:
- 在油 (SO) 基质中使用功能化六角性化纳米片 (h-BNNS) 和大豆蛋白分离物 (SPI) 开发新型,环保的TIM.
- 调查开发的复合材料TIM的热性能和热管理能力.
- 与传统的基于SO的TIM相比,评估性能提升.
主要方法:
- 剥离h-BNNS和使用SPI的功能化.
- 通过溶液混合来制备h-BNNS/SPI/SO复合型TIM.
- 使用FTIR和使用修改过渡平面源 (MTPS) 方法测量导热性的材料粘合的表征.
- 使用福格尔非线性模型对热阻的评估.
- 在10瓦的LED灯泡上演示热管理.
主要成果:
- 功能化的h-BNNS/SPI填充器与SO矩阵具有良好的兼容性,由FTIR证明.
- 复合材料TIM在50%重量%的填充物 (3:1h-BNNS:SPI比率) 中达到1.162Wm-1K-1 (833%的增强) 的最大导热率.
- 与纯SO相比,开发的TIM在加热过程中将LED表面温度降低了6°C,在冷却过程中降低了8°C.
结论:
- 像SPI这样的环保天然聚合物可以有效地稳定和链接分层材料 (h-BNNS) 以提高TIM性能.
- 开发的h-BNNS/SPI/SO复合TIM为电子冷却应用提供了卓越的散热能力.
- 这种方法为创建可持续和高性能热管理解决方案提供了一个有希望的途径.
