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一种环保、慢回弹、可回收的热界面材料
2025.07.24

由六方氮化硼 (hBN) 填料构成的热界面材料 (TIM) 复合材料,具有高导热性和机械慢回弹性,已被证明是满足日益增长的电子设备散热需求的有效解决方案。然而,使用聚合物或树脂作为 TIM 基质,回收成本高昂,或由于长期降解而造成严重的环境污染。此外,hBN 填料的成本通常远高于基质。因此,寻找环保且经济高效的可回收 hBN 基 TIM 复合材料前景广阔。



东南大学万能教授团队通过一种经济高效且可扩展的制备工艺,开发出一种可塑性强且易于加工的 hBN/淀粉复合材料团块。制备的复合材料表现出 4.30 W/mK的高导热系数(hBN 含量为 40wt%)、良好的热稳定性和良好的机械柔顺性,并具有稳定的慢回弹性。所得 TIM 确保了热源和散热器之间的无缝接触,从而有助于有效增强散热性能。在TIM中添加少量甘油或单宁酸也表现出优异的抗菌性能。六方氮化硼填料的回收率高达96.1%,且工艺成本低。该研究为开发用于热管理应用的高性能低成本TIM提供了一种新颖且实用的策略。



本研究不使用刺激性化学品和特殊设备,而是通过完全环保的材料和工艺制备了 hBN/淀粉复合材料,利用交联网络将 hBN 填料分散并连接在团块中。这种可塑性团块可轻松压制、揉捏和切割成各种形状。分离的团块可以聚集成完整的团块,而废料可以重新制成新的团块,从而重复使用复合材料。通过辊压可以轻松确定填料的方向,以获得高导热性。40 wt%-hBN/淀粉复合团块具有较高的平面热导率,为 1.04 W/mK,平面内热导率为 4.30 W/mK。在 85 °C 下加热 38 小时后,hBN/淀粉团块仍能保持其高导热性。此外,该团块还表现出稳定的回弹性和理想的抗菌性能。此外,高价值的 hBN 填料可以从准备好的面团中有效回收,回收率达到 96.1%,这证明了其在热管理应用方面的潜力。


研究以题为“An eco-friendly, slow-resilience hBN composite as a high-performance and recyclable thermal interface material”发表在《Composites Part A: Applied Science and Manufacturing publishes》


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