来源 | Applied Surface Science
背景介绍
近几十年来，电路板上的晶体管尺寸不断减小，导致功率密度急剧增加，产生大量热量，影响电子元件的性能和寿命。因此，如何有效地散热和管理电子元件的发热已成为现代电子工业的关键问题。具有优异的柔性和延展性的热界面材料(TIM)通常用于连接电子元件和散热器之间的间隙，以最小化电子元件与散热器之间的接触热阻，并提高导热性。但是，聚合物的固有导热系数(Tc)非常低，这意味着聚合物不能满足大功率电子元件散热的高导热要求。
为了提高材料的热导率，通常在基体中引入具有高热导率的导热填料。碳纤维(CF)拥有沿一维(1D)方向的高导热系数为1100 W/(mK)，被认为是制造高性能TIM的有前途的填料。然而，CF的导热性是各向异性的，并且有报道称，沥青基的CF沿轴向的导热系数大于1100 W/(mK)但沿径向小于10 W/(mK)。随机填充CFs制备的TIM没有很好的导热表现。
考虑各向异性CF的导热性，取向是一种有效的策略要获得高导热性，目前定向的技术包括化学气相沉积生长，磁场，三维(3D)打印，冷冻干燥，静电纺丝和应力诱导等已经发展起来。然而，甚至在定向之后导热系数仍然不理想，这可能是由于使用CF作为单独的填料未能形成有效的热传导网络。进一步添加额外的填充物是一种有效的策略。然而，大多数定向技术高度依赖于特定的仪器，难以大规模制备。因此开发出适合大规模生产的定向技术是非常重要的。
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成果掠影
图文导读
图1.定向技术以及材料制备工艺示意图。
图2.复合材料的XRD图谱。
图3.不同倍数的SCF-random的SEM图像。
图4.不同角度（0◦，45◦和90◦）复合材料的SEM和EDS图像。
图5.不同条件下复合材料的热导率变化以及本文热导率和相关文献对比。
图6.SCF-0, SCF-45, SCF-90 和 SCF-only-90的有限元分析。
图7.复合材料SCF-0和SCF-90的热管理性能对比。
END
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