可扩展的合规石墨烯纤维基热接口材料,通过双场协同对齐工程,具有金属级热导电性
Jiahao Lu1, Xin Ming1, Min Cao1,2
1MOE Key Laboratory of Macromolecular Synthesis and Functionalization, Department of Polymer Science and Engineering, Key Laboratory of Adsorption and Separation Materials & Technologies of Zhejiang Province, Zhejiang University, 38 Zheda Road, Hangzhou 310027, China.
ACS nano
|June 28, 2024
概括
我们使用石墨烯纤维 (GFs) 开发了一种新的弹性热接口材料 (TIM). 这种基于GF的TIM实现了高热导率和出色的灵活性,克服了当前电子冷却解决方案的局限性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 高性能热接口材料 (TIM) 在高功率电子产品中散热至关重要.
- 现有的TIM面临着热导率和机械合规性之间的权衡,限制了传热效率.
- 石墨烯纤维 (GFs) 具有高的导热性和灵活性,是潜在的解决方案.
研究的目的:
- 使用石墨烯纤维开发一种具有金属水平导热性的弹性TIM.
- 为了克服常规填充剂增强的TIM中的机械热不匹配.
- 为了证明机械电双场协同效应对齐工程的有效性.
主要方法:
- 使用具有高热导率 (~1200 W m-1 K-1) 和灵活性的石墨烯纤维 (GFs).
- 采用机械电双场协同调整工程用于垂直的GF调整.
- 实现高定位 (0.88) 和阵列密度 (33.5 mg cm-2) 的GFs.
主要成果:
- 基于GF的TIM实现了通过平面导热率为82.4 W m-1 K-1在17 wt%的填充剂含量下.
- 证明了低压缩模量 (0.57 MPa) 和高弹性 (95%).
- 具有较低的接触热阻 (7.4 K mm2 W-1),与合金相似.
结论:
- 基于GF的弹性TIM为高性能热管理提供了可扩展的解决方案.
- 协同对齐工程有效地解决了TIM中的机械热不匹配问题.
- 这种方法为设计用于要求高的电子应用的先进 TIM 提供了一个范例.
