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據(jù)復(fù)合材料世界網(wǎng)站2022年12月21日報道，在韓國釜山國立大學(xué)的一項最新研究中，Chae Bin Kim教授和他的團隊開發(fā)了一種更節(jié)能的方法來控制導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料中填料的取向，而無需進行表面改性，從而提高了導(dǎo)熱系數(shù)。

由于具有輕質(zhì)和柔韌等優(yōu)點，導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的熱源和散熱器之間，將產(chǎn)生的熱量散發(fā)到環(huán)境中。由于使用具有促進向特定方向熱流動的填料，實現(xiàn)了更高效散熱。然而，改變填充材料方向的傳統(tǒng)工藝是一種能源密集型工藝，需要使用電場/磁場和表面改性等方法，但會損害填料本身質(zhì)量及其熱性能。

釜山國立大學(xué)研究人員提出的方法利用了熱泳現(xiàn)象，這是一種溫度梯度導(dǎo)致懸浮在流體介質(zhì)中的固體顆粒移動或旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為了制備聚合物復(fù)合材料，研究人員將導(dǎo)熱六方氮化硼（h-BN）填料顆粒懸浮在紫外線固化液體中，并將其涂在兩塊玻璃板之間。沿薄膜厚度施加溫度梯度，導(dǎo)致填料顆粒旋轉(zhuǎn)并沿施加的溫度梯度重新排列。在達到所需的方向后，復(fù)合材料被光固化，從而得到具有固定填料方向的固體復(fù)合材料，形成傳熱路徑。研究人員表示，此次研究是使用熱泳控制各向異性填料取向的首個實驗證明。

導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料（如導(dǎo)熱膏）用于手機、筆記本電腦，甚至電池中。考慮到電子產(chǎn)品產(chǎn)量的增長，以及未來逐步向電動汽車(EV)等領(lǐng)域的過渡推廣應(yīng)用，研究人員認為，所提出的方法有可能降低制造導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的能源成本。此外，通過避免表面改性的需要，可以開發(fā)高效導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，以改善散熱并延長電子產(chǎn)品的使用壽命。高效的散熱材料可以確保設(shè)備的最佳運行條件，同時提高可靠性、使用壽命和用戶安全性。

除了提高導(dǎo)熱性外，填料還用于改變復(fù)合材料的光學(xué)、電氣和力學(xué)性能，同時不會降低質(zhì)量。

這項研究“使用熱泳法控制聚合物中的導(dǎo)熱二維填料取向”的研究成果將于2023年1月1日發(fā)表在第117期《聚合物測試》期刊中。

關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料 國立大學(xué)