高度相互连接的热导电高速公路,用于高热导电性和机械强度高的聚合物复合材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 聚合物具有较低的内在导热率 (TC),限制了它们在热管理中的使用.
• 高性能复合材料往往需要昂贵的填充剂,并且在高填充剂负载时面临加工挑战.

研究的目的:

• 为高TC聚合物复合材料开发一种简单的制造方法.
• 创建一个编程的内部结构,称为高度相互连接的导热高速公路 (HITCH).
• 为了优化复合材料TC和机械性能,同时最大限度地减少填充剂的使用.

主要方法:

• 将部分固化的树脂碎片纳入常规填充剂/树脂混合物中.
• 系统调整变量,如树脂碎片度,填充剂 (六角化 - hBN) 度和碎片包装密度.
• 描述制造的复合材料的导热性和抗拉强度.

主要成果:

• 与类似的hBN度 (∼2.5 W/mK) 的常规复合材料相比,实现了2.6倍的TC增强 (6.5 W/mK).
• 开发了一种具有高TC (∼12 W/mK) 和良好的抗拉强度 (∼22.6 MPa) 的复合材料.
• 成功制造了一种高性能复合材料,使用最小的填充物含量 (∼34 wt %).

结论:

• 希奇制造方法提供了一条有效的途径,用于增强聚合物复合材料中的TC.
• 这种方法可以通过减少填料负载,解决成本和加工限制,显著改善TC.
• 这项研究为未来的热管理系统开发先进材料提供了框架.