可回收的4.0W/m·K氮化硼（BN）/環(huán)氧導(dǎo)熱界面材料

最新的導(dǎo)熱界面材料（TIM）不僅要求具有高導(dǎo)熱、輕量化特性，還要求具有可回收性以緩解電子垃圾帶來的環(huán)境壓力。然而，現(xiàn)階段制備這樣的TIM材料仍是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

目前，在聚合物中填充導(dǎo)熱粉體是制備高性能TIM的主要途徑。其中氮化硼(BN)粉體因其高導(dǎo)熱系數(shù)（平面內(nèi)熱導(dǎo)率 400?2000 W/m·K，垂直平面熱導(dǎo)率為 30 W/m·K），以及優(yōu)異的介電性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，被認(rèn)為是制備高導(dǎo)熱復(fù)合材料的首選粉體。而對(duì)于聚合物基體的選擇，熱塑性塑料相對(duì)較低的力學(xué)性能和較高的熱應(yīng)力不利于其長期使用。熱固性樹脂具有低介電常數(shù)和優(yōu)異的熱性能和力學(xué)性能，被認(rèn)為是TIM的理想基材，但其不溶性使其難以符合TIM的粗糙表面，難以回收利用，無法獲得高導(dǎo)熱并具有可回收性的TIM材料。幸運(yùn)的是，近期中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的代金月老師針對(duì)這方面的研究取得了新進(jìn)展。

代老師的研究項(xiàng)目采用熱壓誘導(dǎo)取向法制備了具有各向異性導(dǎo)熱，具有表面相容性，并且完全可回收的高性能BN/環(huán)氧復(fù)合材料（TIM）。結(jié)果表明，僅通過簡單的熱壓處理，填充的氮化硼B(yǎng)N就可以很容易地在平面上取向，導(dǎo)熱系數(shù)為3.85 W/(m·K)，BN含量為40 wt %，比原始環(huán)氧樹脂高30倍，比熱壓處理前的復(fù)合材料高4.3倍。由于優(yōu)越的導(dǎo)熱性和機(jī)械順應(yīng)性，由項(xiàng)目制備的復(fù)合材料封裝的電子器件核心溫度比商用導(dǎo)熱硅膠墊片材料低20℃。此外，得益于所合成的環(huán)氧玻璃體的多級(jí)降解機(jī)制，制備的復(fù)合材料可以在溫和的條件下進(jìn)行高效的化學(xué)回收，BN回收率為96.2%，其他有機(jī)原料的回收率為73.6% ~ 82.4%。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)可回收和高性能的TIMs提供了一種新的策略。研究成果以“A Full-component recyclable Epoxy/BN thermal interface material with anisotropy high thermal conductivity and interface adaptability ”為題發(fā)表于《Chemical Engineering Journal》。

詳情可點(diǎn)擊原文鏈接 https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143963