基于高导热，高化学稳定，低密度纳米碳热界面材料的制备及其导热性能研究

本项目研究新型高导热，高化学稳定性，热膨胀系数小，低密度纳米碳导热填料- - 纳米碳颗粒，短纳米碳管的热传导性能，以及将具有强化传热功能的碳纳米颗粒及其溶液制备分散性稳定性好的导热界面材料，加载到目标部位实现改善散热片和电子元器件的热接触问题的目的。纳米碳导热系数高达上千 W/moK,远高于常用的无机导热填料如铝、铜、金、氮化铝、炭化硅等的理论值，它既可以实现对热量的高效率传递，同时利用其碳层比金属粒子具更好的形变能力和抗腐蚀性，还可降低导热层重量，将有助于克服现有导热填料的不足而成为性能优越的纳米导热填料. 本课题拟用不同纳米尺寸的碳材料作为热传导介质制备具强化传热功能的导热界面材料，研究纳米碳材料特殊的热传导内在过程，包括纳米碳颗粒间,碳管层间界面，碳层厚度与形态、以及与基体介质的界面作用、纳米颗粒的尺度效应等方面，分析纳米碳热界面材料的导热机理,得出纳米碳材料的热传导行为规律。

纳米碳导热系数高达上千 W/mK,远高于常用的无机导热填料如铝、铜、金、氮化铝、炭化硅等的理论值，它既可以实现对热量的高效率传递，同时利用其碳层比金属粒子具更好的形变能力和抗腐蚀性，还可降低导热层重量，将有助于克服现有导热填料的不足而成为性能优越的纳米导热填料.本项目研究新型高导热，高化学稳定性，热膨胀系数小，低密度纳米碳导热填料（纳米碳管，碳包金属纳米颗粒）的热传导性能，以及将具有强化传热功能的碳纳米导热填料及聚合物基体制备分散性稳定性好的导热界面材料，探讨了纳米碳热界面材料的导热机理及热传导规律的理论模型分析，并进行了相关的导热界面材料力学性能及其热稳定性研究，为有效地发挥球型纳米碳材料极高的导热性能指明方向，完善和丰富纳米尺度介质的导热规律。为加快这种新型高导热，高化学稳定性，热膨胀系数小，密度低的综合性能优异的导热材料在电子封装用散热材料的应用提供了科学依据。主要研究内容包括：.（1）采用直流碳弧法和热CVD法制备的碳纳米管和碳包裹金属纳米颗粒的制备和结构研究。（2）碳纳米管/聚乙二醇基纳米碳热界面材料的制备和导热性能研究。.（3）碳包金属铝（铜、铁）纳米粒子/聚乙二醇基纳米碳热界面材料的制备和导热性能研究，研究分散剂和分散方式对聚乙二醇基热界面材料稳定性的影响。.（4）碳包金属铝（铜、铁）纳米粒子和碳管/二甲基硅油热界面材料的制备和导热性能研究。.（5）碳纳米管/三元乙丙橡胶热界面材料的制备和导热性能、力学性能以及热稳定性研究。.（6）碳包金属铝（铜）纳米粒子/三元乙丙橡胶热界面材料的制备和导热性能、力学性能以及热稳定性研究。.（7）碳包金属铝纳米粒子/硅橡胶热界面材料的制备，导热性能的实验和理论分析，热膨胀系数以及热稳定性研究。.（8）碳包金属铜纳米粒子/硅橡胶热界面材料的制备，导热性能、力学性能以及热稳定性研究。. 本项目已完成研究内容和达到项目的目标，在国内外学术刊物发表论文15篇，其中被SCI收录9篇，EI收录2篇，,ISTP收录2篇。申请了国家发明专利5项，其中已授权2项。主持召开1次国际学术会议，参加3次；主持召开1次国内学术会议，参加2次。 培养1名博士后、2名博士研究生和4名硕士研究生毕业，其中1名研究生获2011年广东省优秀硕士论文。