新型導熱複合材料可有效地取代現代電子玻璃纖維

NUST MISIS（俄羅斯國家研究型工藝技術大學）的科學家們研製出了一種新型複合材料，其導熱性能比原來提升了很多倍，另外其加工工藝相對簡單且廉價。利用現代電子技術中的新技術可以解決PCB（印刷電路）過熱的問題。這項研究結果已經被發表在《The Journal of Alloys and Compounds》雜誌上。

電子設備可能會過熱、死機、自動重啟等，但這些只是問題的可見部分。經常過熱會導致一個設備的性能降低，因為升高的溫度對它的內部元件總是有害的。通常情況下，過熱會在啟動小部件後出現正常的「死機」現象，或者更糟的情況是藍屏或意外關機。計算機和智能手機處理器和顯卡對溫度上升最為敏感，因為高溫會縮短它們穩定運行的時間。儘管現代設備在達到臨界溫度時會自動關閉，但溫度的正常升高同樣會導致處理器錯誤甚至晶元崩潰。

為了解決這個問題，NUST MISIS的科學家們提出了一種簡單廉價的生產方法，以生產出具有高導熱性和力學性能的輕質複合材料。

材料樣品，圖片來源：NUST MISIS

NUST MISIS功能性納米技術和高溫材料部的高級研究員，同時也為這項研究的作者之一Dmitry Muratov說：「導熱性好且不導電的聚合物基材料，在生產和加工周期中可能比普通的同類產品便宜，因此，這已成為我們的研究目標。」

根據Muratov的說法，所得到的複合材料在印刷電路板中可以替代增強層狀材料，或者用在小型電子產品中有明顯發熱的地方（例如，二極體燈），這是非常有發展前途的。

過程式控制制塊，圖片來源： NUST MISIS

在NUST MISIS的實行技術中高密度聚乙烯作為聚合物基體材料，六方氮化硼作為增強填料。研究小組開發了最佳的加工配比組合，以確保填料的理想性能。

Dmitry Muratov說：「最終，我們取得了突破性進展。這項工作中的聚乙烯和氮化硼複合材料的強度達到了24 MPa，它的熱導率至少是玻璃纖維的兩到三倍，這是通過模擬設備得到的結果。」

Muratov認為該材料可以有效地取代現代電子玻璃纖維，因為它不含有有毒環氧樹脂所對應的缺點。除了複合材料轉移熱量能力約為1W/m*K外，它也易於回收。

Muratov說：「我們材料的經濟效益來自於其使用方便，而玻璃纖維非常難加工。因為它的聚合物是由反應性塑料（環氧樹脂）製成的，固化後不能再重複使用。」

目前，科學家正在與內布拉斯加林肯大學（美國）合作進行二維材料的合成及其性質的研究。他們正在尋找一種方法，通過使用理論上合理的材料來大幅度提高複合材料的熱導率。

▓ 來源：材料科技在線

▓ 責編：情報君

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