【凝材聚力 抗疫有料】美高梅官网研究人员在新型高导热无机材料合成及复合薄膜领域取得重要进展

作者: 来源:发布时间:2022-01-12

随着电力电子器件向小型化和高度集成化发展,局部热量的积聚会导致器件的失效甚至严重会爆炸。因此,热管理材料对于器件的性能,寿命和可靠性都至关重要。聚合物复合材料被证明是有效的热管理材料。为了获得高的散热性能,一般往聚合物基体中添加高导热的无机导热填料。近期研究者发现,磷化硼(BP)具有高的本征热导率(681W/m·K),普遍高于传统导热填料(如氧化铝、氮化铝、氮化硅、六方氮化硼等)的热导率,被认为是理想的导热填料。然而BP现有的制备方法(化学气相沉积,自蔓延高温合成和溶剂热合成等)存在成本高、产率低和纯度低等问题。因此,设计一种新的BP合成方法,并将BP作为导热填料制备高导热聚合物复合材料受到了研究者们的关注。

近日,美高梅mgm1888公司官网夏鸿雁副教授课题组通过低成本熔盐法成功合成了BP粉体颗粒,随后将BP颗粒作为导热填料,与纳米纤维素通过真空抽滤的方法制备得到BP /纳米纤维素复合薄膜。复合薄膜中BP与纳米纤维素通过氢键结合,进而有效降低了两者间的界面热阻。除此之外,结构中BP颗粒相互接触,在面内形成短程有序排列,与纳米纤维素形成了有效的导热通道,这极大地提高了聚合物复合材料的散热能力。BP /纳米纤维素复合薄膜最高热导率能达到17.6 W/m·K,并且具有良好的绝缘性和机械性能。相关工作以“Enhanced thermal management performance of nanofibrillated cellulose composite with highly thermally conductive boron phosphide”为题发表在国际期刊Journal of Materials Chemistry A上,美高梅mgm1888公司官网博士生胡佳军为本文第一作者,夏鸿雁副教授和史忠旗教授为共同的论文通讯作者。论文合作者包括电气工程学院王来利教授。该工作得到了陕西省自然科学基金,国家电网公司等项目的共同资助。

论文链接:https://doi.org/10.1039/D1TA06597A