文献速览——BN 传导材料

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01

宋牧远,马传国,李小雷,等。 氮化硼纳米片与氧化铝颗粒协同高导热绝缘PET无纺布/PDMS夹心复合膜[J]. 聚合物复合材料

总结:该文通过纳米纤维素纤维的分散和界面增强,在聚酯基纺织布(NWF)上配置氮化硼纳米片(BNNS),获得三维环氧树脂网络骨架(BNNS@NWF)。 ( Al 2 O 3 )/聚二甲基苯基(PDMS)层引入到BNNS@NWF的上下表面,在45.8 wt%的BNNS含量下,复合膜的热导率高达6.42 W/mK,并且具有优异的绝缘性。
摘要: 电子器件中热量的积累对热界面材料提出了迫切的需求。要实现高导热率(TC)、绝缘性、柔韧性和拉伸强度的良好综合性能仍然是一个巨大的挑战。该工作通过纤维素纳米纤维的分散和界面增强,在聚酯基非织造布(NWF)上涂覆氮化硼纳米片(BNNS),获得三维导热网络骨架(BNNS@NWF)。通过引入氧化铝(三氧化二铝使用刮涂和热压工艺在 BNNS@NWF 的顶部和底部表面上形成 )/聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 层。该复合薄膜在BNNS含量为45.8 wt%时具有6.42 W/mK的高TC,并且具有优异的绝缘性,体积电阻率为1.06×1015 Ω ·厘米。这是由于BNNS构建的长程有效导热路径、Al2O3的桥联效应以及两种填料的协同效应。PDMS有助于复合薄膜在30次弯曲循环后保持良好的柔韧性和良好的TC稳定性。PET无纺中间层赋予复合膜良好的机械性能,拉伸强度为17.5 MPa。这项工作为高效制备具有高TC和绝缘性能的柔性复合薄膜提供了策略,对于创新热界面材料的开发具有重要意义。

文献速览——BN 传导材料的图2

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吴妮,沉佩迪,陈能,等。 一种用于热管理的垂直排列3D氮化硼聚合物复合材料的无粘合剂冰模板方法[J]. 胶体与界面科学杂志

总结:该文研究了BN浆浓度和BN/TA比对三维重建形貌的影响。真空电镀法制备的聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料在填充量为18.7vol%的情况下获得有了3.8 W/mK的高面内导热系数,分别比原始PDMS和随机分配BN-TA的PDMS复合材料高2433%和100% 。

摘要: 六方氮化硼(BN)是热界面材料中一种有吸引力的填充剂候选者,但导热 系数的 增强受到 BN的各向异性导热率 和聚合物基体中无序热通道的限制。在此,提出了一种简便且经济的冰模板方法,其中 BN 由单宁酸(BN-TA)改性直接自组装形成垂直排列的仿珍珠质支架,无需额外的粘合剂和后处理。充分研究了 BN 浆料浓度和 BN/TA 比例对三维 (3D) 骨架形貌的影响。相应的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 复合材料通过真空浸渍在 18.7 vol% 的低填料含量下实现了 3.8 W/mK 的高贯穿面导热系数,比原始 PDMS 高 2433% 和 100  % 以及具有随机分布的 BN-TA 的 PDMS 复合材料。有限元分析结果从理论上证明了高度纵向有序的3D BN-TA骨架在轴向传热方面的优越性。此外,3D BN-TA/PDMS还表现出优异的实际散热能力、较低的热膨胀系数和增强的机械性能。该策略为开发高性能热界面材料以解决现代电子产品的热挑战提供了预期的前景。

文献速览——BN 传导材料的图3

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刘晶凯,冯浩阳,戴金跃,等。 一种具有各向异性高导热率和界面适应性的全组分可回收Epoxy/BN热界面材料[J]. 化学工程杂志

总结:该文通过热压诱导法制备了具有各向异性导热性和可恢复性的高性能BN/环氧复合材料,并且具有表面相容性的完全可恢复的TIM。仅通过简单的热加压处理,填充的BN就可以很容易地在平面上承受,BN含量为40 wt %的时候导热系数为3.85 W/(mK),比原始环氧树脂高30倍,比热处理压前的复合材料材料高4.3倍。

摘要:具有优异散热能力的热界面材料(TIM)是小型化、集成化、高密度电子器件发展的迫切需要。此外,随着电子垃圾的不断积累,TIM的可回收性也成为迫切关注的问题。在此,基于合成的环氧玻璃体和氮化硼(BN)纳米片,制备了具有高导热性和对粗糙表面的顺应性的完全可回收的TIM。结果表明,仅通过简单的热压,填充的BN就可以很容易地在平面上取向,并导致热导率为3.85  W/mK  BN含量为40wt%,比原始环氧树脂高30倍,比热压处理前复合材料高4.3倍。由于优异的导热性和机械顺应性,由所制备的复合材料制成的电子设备的核心温度比商用有机硅材料低 20°C。此外,受益于合成的环氧玻璃体的多级降解机制,所制备的复合材料可以在温和条件下有效地化学回收,BN回收率达到96.2%,其他有机原料回收率达到73.6%至82.4%。这项工作为我们提供了设计可回收和高性能 TIM 的新策略。

文献速览——BN 传导材料的图4

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黄涛清,王田,金军,等。  高导热率和超低接触电阻的硅橡胶/BN薄膜设计[J].  化学工程杂志
总结:该文采用一种新颖的非溶剂感应相分离工艺结合“原位焊接”策略,制备了硅橡胶薄膜,薄膜在~ 15 wt% BN下的通平面导热系数高达15.4 W/(mK)有限元模拟和间接模型现代分析从理论上证实了原位焊接后复位复位接口热阻(ITR)降低了一半。该策略为电子器件的高性能TIM开辟了一种新颖的生产策略。
抽象的: 具有优异散热能力的热界面材料(TIM)是小型化、集成化和高密度电子器件发展的迫切需要。此外,随着电子垃圾的不断积累,TIM的可回收性也成为迫切关注的问题。在此,基于合成的环氧玻璃体和氮化硼(BN)纳米片,制备了具有高导热性和对粗糙表面的顺应性的完全可回收的TIM。结果表明,仅通过简单的热压,填充BN就可以很容易地在平面内取向,当BN含量为40 wt%时,其热导率为3.85 W/m·K,是普通BN的30倍。原始环氧树脂比热压处理前的复合材料高4.3倍。由于优异的导热性和机械顺应性,由所制备的复合材料制成的电子设备的核心温度比商用有机硅材料低20℃。此外,受益于合成的环氧玻璃体的多级降解机制,所制备的复合材料可以在温和条件下有效地化学回收,BN回收率达到96.2%,其他有机原料回收率达到73.6%至82.4%。这项工作为我们提供了设计可回收和高性能 TIM 的新策略。所制备的复合材料可以在温和的条件下进行有效的化学回收,BN回收率为96.2%,其他有机原料回收率为73.6%至82.4%。这项工作为我们提供了设计可回收和高性能 TIM 的新策略。所制备的复合材料可以在温和的条件下进行有效的化学回收,BN回收率为96.2%,其他有机原料回收率为73.6%至82.4%。这项工作为我们提供了设计可回收和高性能 TIM 的新策略。

文献速览——BN 传导材料的图5

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刘洋,郭嘉辰,张玲。 蒸发诱导自组装法制备优异导热、机械强度和电绝缘性的仿珠光壳聚糖/氮化硼纳米片复合材料[J]. 聚合物

总结:该文采用绿色、简单的蒸发感应编织技术,可以大规模生产具有优异导热系数、高绝缘性和增强力学性能的纳米级CS/BNNS薄膜。重点在于,CS/BNNS薄膜在70wt %时的拉伸强度高达104.5 MPa,导热系数为26.3 W/(m·K),这是由于其良好的结构和强的界面响应。

摘要: 电子设备的发展和严格的应用环境对散热材料提出了更多的要求。然而,热管理材料同时具备高 导热率、强机械性能和优异的电绝缘性仍然是一个挑战。在此,受天然 珍珠质特殊结构和功能的启发,我们报道了一种以氮化硼纳米片(BNNS)为“砖”、壳聚糖为“砂浆”的大规模、高性能仿珍珠质复合材料,  通过绿色,简单的蒸发诱导组装技术。仿珍珠母 复合薄膜  由于良好排列的 BNNS 和强界面相互作用,具有 26.3 W/(m·K) 的高 TC 和优异的电绝缘性。此外,即使BNNS含量高达70 wt%,复合膜仍具有  104.5 MPa的 拉伸强度和8.7 GPa的杨氏模量 。复合薄膜用作  冷却  LED芯片的 热界面材料,比商用硅胶 垫 表现出更高的散热效率 。这种构建具有定向结构的仿珍珠质复合膜的方法为新型便携式电子设备的散热提供了潜在的应用。

文献速览——BN 传导材料的图6

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李欣欣,徐庆冲,雷作民,等。 静电植绒辅助定向氮化硼片晶支架增强柔性热界面材料的面导热系数[J].  陶瓷国际

总结:该文研究了不同h-BN用量对BN/环氧复合材料导热性能的影响。在最高BN负载为17.6 wt%时,BN/环氧复合膜材料的导热系数值达到0.65 W/m K ,与随机提高BN/聚合物(0.549 W/m K)和纯环氧(0.214 W/m K)相比,分别了18.6%和204%。

摘要:各向异性片状粉末 填充的复合 薄膜通常具有优异的面内 导热系数,但穿面 导热系数较差。为了提高贯穿平面的导热性,垂直排列的 氮化硼 (BN)片晶通过静电植绒与柔性环氧树脂支架在一起。BN/环氧树脂复合物的 17.57 wt% BN 负载量表现出 0.65 W/m K 的全平面热导率,比无规 BN/环氧树脂高 18.6%。该方法有效利用了二维材料BN的各向异性,充分发挥了BN面内较高的导热系数,为导热材料的制备提供了新的策略。  界面材料。

文献速览——BN 传导材料的图7

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卢岳,胡瑞平,陈向平,等。 环境适应性、抗疲劳热界面石墨烯泡沫[J]. 材料科学与技术杂志

总结:该文通过构建仿生叶脉状三维(3D)结构的氮化硼(BN)并浸洗聚调理剂(PEG)制备相变复合材料,该材料在低电路含量下,综合性能得到了明显提高聚苯乙烯塔位于BN的三维结构中,可以防止高温下的泄漏,提高复合材料的热稳定性。BN重建声子传输的快速通道,可以有效降低热阻。当寄存器用量为10vol时%时,复合PCM的最高导热系数为2.62 W/(mK),是纯PEG的10.1倍。

摘要:相变材料(PCM)在热能管理方面具有巨大的潜力,但其导热系数低、易泄漏、热稳定性差等限制了其广泛应用。构建氮化硼(BN)仿生叶脉状三维(3D)结构并浸渍聚乙二醇(PEG)后,相变复合材料的综合性能在低填料含量下得到有效增强。PEG储存在BN的3D结构中,可以防止高温下的泄漏,增强复合材料的热稳定性和储能模量。BN骨架作为声子传输的快速通道,可以有效降低热阻。当填料用量为10 vol%时,复合相变材料的导热系数最高为2.62 W/(mK),是纯PEG的10.1倍。在红外相机的照射下,复合相变材料表现出优异的电池热管理性能,表明该材料在热管理方面具有巨大的潜力。

文献速览——BN 传导材料的图8

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叶凡,刘庆昌,徐宝兴,等。 关键词 : 二维电子学, 高效热管理, 双六方氮化硼封装, 超高界面热导率   小

总结:该文通过在不同的激光功率和温度下对悬浮和溶解支撑的hBN/M X 2 /hBN异质结的拉曼光谱测量,设置了垂直于中的面外界面热导。M X 2与hBN之间的界面热导达到74±25 MW/ mK,比非封装结构MX2的界面热导至少高10倍。

摘要: 散热是高性能电子产品的主要限制。这对于由超薄层、异质结构和界面组成的新兴纳米电子器件尤其重要,其中非常需要增强热传输。此处,采用夹在两个六方氮化硼 (hBN) 层之间的单层过渡金属二硫化物 M X 2  (Mo S 2、W Se 2、W S 2 ) 封装的范德华 (vdW) 异质结构中具有超高界面热导被报道。通过拉曼光谱测量悬浮和基底支撑的 hBN/M X 2/hBN异质结构具有不同的激光功率和温度,垂直堆叠中的面外界面热导率被校准。测得M X 2与hBN之间的界面热导达到74±25 MW/mK,比M X 2 的界面热导至少高出十倍 在非封装结构中。分子动力学 (MD) 计算验证并解释了实验结果,表明六方氮化硼层的完全封装是造成高界面电导的原因。这种超高的界面热导率归因于两种结晶二维材料之间的双传热路径和干净且紧密的 vdW 界面。这项研究的结果揭示了六方氮化硼/M X 2 /六方氮化硼结构中的新热传输机制,并为构建具有增强热管理功能的新型六方氮化硼封装纳米电子器件提供了线索。

文献速览——BN 传导材料的图9

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牛浩亭,张毅,肖光,等.  球形氧化铝与二维氮化硼片互连制备准各向同性导热复合材料[J].  稀有金属

总结:该文采用一种高效且制作的策略,将不同尺寸的功能化三氧化二铝(m- Al 2 O 3)球插入到功能化二维条形码(mh-BN)点亮中,制作了一种致密叠置的三维导热网络结构。与单一集成电路复合材料相比,三维球片复合材料具有良好的准各向同性导热性能,面外导热系数为2.2 W/ m K ,面内导热系数为11.6 W/mK。

摘要:采用环保高效的方法获得具有各向同性散热性能的热管理复合材料是最具挑战性的技术之一,因为传统方法往往会在聚合物基体中形成水平排列的网络,或者制备步骤过于繁琐。 。这里展示的是一种密叠导热三维(3D)混合网络结构,该结构是通过简单且绿色的策略制备的,该策略插入改性氧化铝(m- Al 2 O 3 )不同尺寸的球体转化为改性二维(2D)氮化硼(mh-BN)薄片。多维填充物通过体积排斥和协同效应创建有效的 3D 网络。mh-BN片有利于面内传热,而不同尺寸的m- Al 2 O 3 球插入相邻mh-BN片之间的间隙中,有利于面外方向的传热。此外,m-Al2O3 和 mh-BN 之间的强相互作用促进了 3D 混合网络结构内的有效热通量。3D混合复合材料表现出良好的准各向同性散热性能(平面导热率为2.2  W/ m K与单填料复合材料相比, 面内导热系数为 11.6  W/ m K )。此外,混合填料复合材料具有优异的机械性能和热稳定性。有限元模拟进一步证实了混合复合材料的高效散热能力,这表明球片混合结构比单填料系统具有更高的导热率和更快的热响应性能。该复合材料在满足新兴和先进电力系统的需求方面具有巨大潜力。

文献速览——BN 传导材料的图10

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焦天明,邓启波,敬国喜,等.   低表面张力液态金属复合材料增强导热性能热界面材料[J].  jmr&t 材料研究与技术杂志 

总结:该文采用掺杂钨(W)纳米粒子可以使LM在氮化硼(BN)丸表面的接触角从133°降低到105°,表明掺杂W纳米粒子可以降低LM的表面张力。 、W和BN的加入顺序会影响复合材料的最终形态,而W纳米粒子必须先与LM (LM+W)混合才能得到复合浆料(LM +W-BN)。相比之下,其他添加序列或不添加W纳米颗粒也能得到复合粉末。LM +W-BN的导热系数高达14.49 W/(mK),文献LM +W-BN材料在压力、高温、热冲击和高湿条件下的稳定性进行了详细的研究,样品具有良好的综合性能。

抽象的: 镓(Ga)基液态金属(LM)由于其高导热率(Tc)而引起了热管理领域的极大兴趣。然而,LM的表面张力过高,无法润湿热源和散热器的表面,而且LM泄漏导致器件短路的风险很大。高表面张力还使得LM和填料难以充分混合以制备用于热界面应用的复合浆料。我们发现,通过掺杂钨(W)纳米颗粒,LM 在氮化硼(BN)丸表面的接触角可以从 133 减小到 105,这表明掺杂 W 纳米颗粒可以降低 LM 的表面张力。发现LM、W和BN的添加顺序会影响复合材料的最终形态,而复合浆料(LM+W-BN)只能通过首先将W纳米颗粒与LM混合(LM+W)来获得。相比之下,其他添加顺序或不添加W纳米颗粒只能获得复合粉末。LMþW-BN 浆料的 Tc 高达 14.49W/ m K,以及 LM+W-BN 浆料在压力、高温、热冲击和高湿度下的稳定性也进行了详细研究。LMþW-BN 浆料在发光二极管 (LED) 模块中的应用显示出作为 TIM 的出色热管理能力。这种方法也已扩展到其他导热填料,包括碳纤维和石墨烯。这项工作提供了一种降低 LM 表面张力的简单方法,并且还可能能够掺入其他填料,从而扩大 LM 的用途,例如集成电路和柔性电子产品。

文献速览——BN 传导材料的图11


结尾



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