纵向高导热聚合物基复合热界面材料设计与制备

Design,regulation and optimization of high performance thermal interface materials, and the study of micro thermal interface and heat transfer mechanism is one of the most frontier and hot issues of international research nowadays. It is also an important factor of the national strategic emerging industries and the layout of technologies. At present, most of the high-end products in this field are monopolized by Japanese and American enterprises. Our local industry might be badly destroyed if they implement the material embargo. Therefore, this project aims to research and prepare thermal interface materials with high thermal conductivity (>30W/mK) in portrait direction by spinning, weaving, rolling, casting and 3D printing process to reinforcement orientation degree of Graphene, CF, BN and other high anisotropic conductive fillers in the matrix. At the same time, micro thermal interface and heat transfer mechanism are also studied to develop a new heat transfer model including the effect of shape factor, so that to provide theoretical guidance for future engineering application.

高性能热界面材料的设计、结构调控及优化以及微观热界面和热传输机理研究是当前国际研究的最前沿和热点问题之一，也是对国家战略性新兴产业上下游产业链及技术布局至关重要的一环。目前该领域的高端产品大多为日美企业所垄断，如果一旦对方对我国整个产业实施物料禁运，那么对本土工业的打击将是毁灭性的。因此本项目旨在通过纺丝、编织、压延、流延以及3D打印等增强相取向技术增强Graphene、CF、BN等各向异性高导热填料在基体中填充的取向程度，研究开发纵向热导率>30W/mK并符合工程应用的热界面材料，突破日本在该领域的垄断；同时研究物质传热机理，通过研究高导热成分与聚合物基体的界面结合及分散状态，指导三维和准二维材料的导热填充，发展并验证的包含形状因子效应的热传导模型，为未来新产品的工程应用提供理论指导。

高性能热界面材料的设计、结构调控及优化以及微观热界面和热传输机理研究是当前国际研究的最前沿和热点问题之一，也是对国家战略性新兴产业上下游产业链及技术布局至关重要的一环。目前该领域的高端产品大多为日美企业所垄断，如果一旦对方对我国整个产业实施物料禁运，那么对本土工业的打击将是毁灭性的。本项目进行了高导热成分与聚合物基体的界面结合及分散状态的研究，研究了球形氧化铝与各向异性高导热填料的相互作用，通过挤出、延压两种方法取向了石墨烯、碳纳米管、碳纤维、鳞片石墨，成功制备出纵向热导率>30W/mK并符合工程应用的热界面材料，突破日本在该领域的垄断。