中國粉體網訊  近日，國內精密制造龍頭捷邦精密與華南理工大學聯合研發的一種面外高導熱碳納米管/硅橡膠復合墊片及其制備方法正式公布。

技術背景

隨著科學技術的不斷進步，現代電子產品正朝著高集成化、小型化的方向迅速發展，器件運行過程中熱流密度不斷增加，快速熱積累問題日益突出。

為了解決熱源與散熱器之間的傳熱問題，需要在組成部件的界面間填充具有優異導熱性能的熱界面材料（TIM）來增強熱耦合。

有機硅材料因其優異的機械性能、加工性能以及耐候性能而被廣泛選擇作為TIM的基體材料，但有機硅材料本身的熱導率只有0.2W/（m·K）。熱界面材料的面外方向面積大、厚度薄是電子元器件散熱的主要方向，面外導熱性能的好壞直接影響了電子元器件的散熱效果。傳統的高填充的方法制備的熱界面材料，在面內構建了導熱通路，僅能在面內獲得較高的導熱性能，面外導熱性能較差（1-3W/（m·K））。

為了獲得優異的面外導熱性能，目前普遍的做法是在基體內構建取向的填料網絡。

行業內目前是通過多層共擠出的方式制備取向的填料網絡，可以獲得較好的導熱性能，然而這種方式需要特殊設計的流道系統，模具價格昂貴，工藝復雜，成本較高，不利于工程化推廣。如何通過一種簡便的方法制備具有優異面外導熱性能的熱界面材料是目前的研究難點。

技術突破

該發明專利主要針對傳統熱界面材料存在面外導熱性能差等問題，研究表面活性劑、纖維素對碳納米管的取向效果的影響，通過冰模板法和冷凍干燥等工藝構筑垂直取向的高導熱碳納米管氣凝膠骨架，結合有機硅填料獲得高面外導熱性能的復合墊片。

1.作用原理：自然狀態下，碳納米管易于團聚且難以分散，在特定表面活性劑的作用下，碳納米管可以穩定分散在去離子水中，與纖維素形成穩定的碳納米管/纖維素分散液，在垂直梯度的溫差下，冰晶沿著溫度梯度垂直生長同時將碳納米管/纖維素擠出使其垂直排列，冷凍干燥后即得到垂直方向上定向排列的高導熱碳納米管氣凝膠骨架，再真空澆鑄有機硅樹脂，得到面外高導熱碳納米管硅橡膠墊片。

2.有益效果：本發明制備的面外高導熱碳納米管/硅橡膠復合墊片制備簡單、條件溫和，在表面活性劑和纖維素的共同作用下，改善了碳納米管的取向效果，構筑了更多的面外導熱通路，進而提高硅橡膠復合墊片的面外熱導率，解決傳統導熱材料難以獲得高面外熱導率的問題。

3.熱導率測試：根據下表可以看出，隨著碳納米管的填充量的增加，熱導率逐漸增加，當碳納米管的填充量為80wt%，碳納米管/硅橡膠復合墊片的熱導率可以提升至30.93 W/(m·K）。實施例1相比對比例1，熱導率提升了380.9%，相比對比例2，熱導率提升了914.3%，說明表面活性劑和纖維素的同時引入可以改善碳納米管的團聚現象和提高冰模板法的對碳納米管的取向效果。

熱導率測試結果

關于捷邦精密

捷邦精密科技股份有限公司（簡稱“捷邦科技”）是高度定制化的精密功能件和結構件生產服務商，能夠為客戶提供包括產品設計研發、材料選型驗證、模具設計、試制、測試、量產等一系列服務。

公司精密功能件和結構件產品品類已從防護類功能件產品經傳統精密功能件過渡，開拓至柔性復合精密功能件和金屬精密功能結構件，產品主要應用于平板電腦、筆記本電腦、智能家居、3D打印、無人機等消費電子產品領域；同時公司也向新材料領域延伸，開發出在力學、導電等方面有相對優勢的碳納米管產品，產品主要應用于鋰電池領域。

經過多年的積累，公司憑借強大的研發設計能力，可靠的產品品質、完善的客戶服務體系、靈活快速的響應能力獲得了蘋果、谷歌、SONOS等知名終端品牌廠商的合格供應商認證。

參考來源：

國家知識產權局，捷邦精密官網

（中國粉體網編輯整理/輕言）

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