纸基高导热复合材料-面向5G高性能电子设备散热的新型方案

序号:310 赛区:西北赛区 得票数:0


随着第五代网络和集成电路技术的快速发展,电子设备中的有效散热已成为提高其性能和可靠性的限制因素之一。近年来,由于六方氮化硼纳米片(BNNS)具有高导热性(1700-2000 W m-1 K-1)、超高电绝缘性和优异的化学稳定性,其作为热管理材料的导热填料受到了极大的关注,。然而,高效制备高质量BNNS是实现其在电子领域应用的先决条件。由于相邻h-BN层中的强层间相互作用,六方BN (h-BN)的剥离能量比石墨高约33%:另外,惰性BNNS倾向于通过纳米片之间的强范德华力在基体中团聚,导致严重的界面热阻。适当的功能化有助于BNNS在基质中的均匀分散,并增加其界面相互作用。因此,功能化BNNS的可扩展制备仍然是其在热管理材料中广泛应用的一个重要挑战。 我们开发了一种通过ILC辅助机械剥离制备功能化BNNS的简单有效的方法。BNNS和ILC之间的典型π-π相互作用和C-H…π将实现BNNS的非共价功能化。特别是通过高速离心回收获得的游离ILC。在该方法中,ILC被回收九次用于制备BNNS,均可以成功制备BNNS。ILC回收方法已被证明是大规模制备BNNS的一条实用路线,使BNNS有望大规模用于现代电子设备的热管理。 在实际的电子应用中,特别是在通信领域中,热管理材料不仅需要高热导率,而且还需要低介电常数,以便它们可以应用于高频和高速通信设备。纸质薄膜具有良好的柔韧性和优异的加工性能,是一种新兴的电子热管理材料。层状氮化硼纳米片(BNNSs)和纳米纤维素构建的结构显示出巨大的能力。将BNNS掺入ANF悬浮液中可生产出机械性能、导热性、阻燃性和耐酸碱性显著改善的复合材料。BNNS可以紧密堆积在纳米纤维素形成的网络结构中,同时层状结构在纸质薄膜中保持完好。