在自组装的碳纳米纤维薄膜内协同的表面接口工程,以实现高效和坚固的相变冷却
Ben Chu1, Yuan Fu1, Junze Zheng1
1State Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P.R. China.
ACS applied materials & interfaces
|January 8, 2026
概括
一种新的碳纳米纤维薄膜 (CNFF) 通过降低热阻和提高薄膜粘附性来增强电子产品的相变冷却. 这种表面接口工程提高了临界热量流和传热系数,以实现高效的热管理.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热力工程是热力工程中的一个.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 换相冷却对于高功率电子产品的热量管理至关重要.
- 接口热阻和泡脱落限制电流冷却膜性能.
- 纳米工程表面提供了改善散热的潜力.
研究的目的:
- 开发一种新型的碳纳米纤维薄膜 (CNFF),用于增强相变冷却.
- 为了解决接口热阻和薄膜脱落的局限性.
- 在高功率电子和能源系统中实现高效的热管理.
主要方法:
- 在铜基板上制造CNFF,使用气泡诱导的自组装和回火.
- 描述CNFF的形态,可湿性和界面特性.
- 评估热性能,包括临界热量流和传热系数.
主要成果:
- CNFF表现出超湿和超低的泡粘附力.
- 在接口上的C-O-Cu共价结合降低了热阻,提高了薄膜的强度.
- 实现了 47.1 W/cm2 的临界热量流和 46.6 kW/m2·K 的传热系数,显著优于原始铜.
结论:
- 与CNFF的协同表面接口工程为相变冷却提供了高性能解决方案.
- 开发的方法使得高功率芯片的强大和长期热管理成为可能.
- 这种方法为下一代电子设备的冷却提供了一个节能的途径.
