石墨烯薄膜及导热膜的研究进展

石墨烯作为“新材料之王”,单层石墨烯的无缺陷的石墨烯的导热系数高达5300W/mK,使它的导热性能高于当前多数导热薄膜材料。本文简要分析了石墨烯的导热机理、以及石墨烯薄膜的常见制备工艺和石墨烯导热薄膜的制备工艺进展。

电子仪器用的无卤2W导热率导热膜开发

散热问题已成为电子设计者面前的最大挑战之一,研究开发导热性好并且与铜箔(铜线路)间有较好的粘结强度和刚度的绝缘层材料对HDI电路板的应用具有重要意义。随着2008年欧盟RoHS指令的逐步开始实施,现有电子元器件含溴阻燃体系逐渐禁用,因此无卤2W导热率导热膜开发意义重大。

低界面热阻、高面外热导率纤维素基复合膜

为有效解决电子设备的高效散热问题,迫切需要开发高性能导热复合材料。近年来,具有高面内热导率的导热复合膜已经取得了很大的进展,但低的面外热导率限制了其应用。在实际应用中,具有高面内和面外热导率的导热复合膜表现出均匀的散热性能,是先进电子器件理想的热管理材料。依据“最密堆积模型”,分别使用球形Al_(2)O_(3)粒子和石墨烯微片(GNPs)作为导热模板和导热增强相,采用真空辅助自组装方法,通过填料立体有序结构设计和界面结构优化,制备了高面外热导率柔性细菌纤维素(BC)基导热复合膜材料。大尺寸Al_(2)O_(3)粒子构筑基础传热网络,少量小尺寸Al_(2)O_(3)粒子填充在大尺寸Al_(2)O_(3)粒子之间的间隙,GNPs以球形Al_(2)O_(3)粒子为模板进行有序排列;通过调节不同尺寸Al_(2)O_(3)粒子的比例和对导热填料进行聚多巴胺(PDA)表面改性,构建了具有低界面热阻的协同立体传热网络,制备的导热复合膜的面外和面内热导率分别达到5.42 W/(m·K)和7.06 W/(m·K)。导热填料的PDA表面改性增强了填料/基体之间相互作用,在提高复合材料导热性能的同时也改善了力学性能,复合材料的断裂强度和断裂伸长率均得以提升。

电化学法制备石墨烯薄膜及其导热性能研究

采用优化的先浓硫酸氧化插层、再稀硫酸二次氧化插层的两步电化学氧化方法,将石墨纸电极剥离成缺陷较少、水平尺寸较大的氧化石墨烯薄片;利用平板刮涂的方式将氧化石墨烯的N-甲基吡咯烷酮分散浆料组装成氧化石墨烯薄膜,经由3 000℃的高温石墨化热处理过程和后续辊压操作,获得了性能优异的石墨烯导热薄膜材料,导热系数达到了3 090 W/(m·K)。讨论了氧化石墨烯前驱体的氧含量、中值粒径数据及薄膜厚度对石墨烯薄膜导热性能的影响,并分析了其作用机理,可为石墨烯在导热领域的商业化应用提供参考。

电解法制备无硫膨胀石墨及柔性导热膜的研究

传统方法制备的膨胀石墨含硫,硫在膨胀石墨中会恶化产品性能。因此,设计一种方法制备无硫膨胀石墨对于其能够更有效、广泛的应用是十分必要的。采用电解氧化法,以18目的天然鳞片石墨为原料进行电解,进一步经过高温处理得到蠕虫状的无硫膨胀石墨。通过单一控制变量法并结合正交试验得出了最佳制备条件:在外接电压为4 V的条件下,对电解液(V(CH_(3)COOH)=40 mL、m(KNO_(3))=4 g及60 mL的去离子水配制)中1 g的天然鳞片石墨电解4 h,再经过水洗、干燥及900℃的高温处理后,可以得到膨胀体积高达260 mL/g的无硫膨胀石墨。通过SEM、XRD、FT-IR及Raman对鳞片石墨、可膨胀石墨及膨胀石墨进行了形貌、结构及官能团的表征,结果表明,与鳞片石墨相比,NO_(3)^(-)及COO^(-)成功插入到了石墨层间,使可膨胀石墨的层间距增大,并经过高温处理后得到了具有纯度高,且兼有大孔、介孔及微孔孔隙的无硫膨胀石墨。将所得的无硫膨胀石墨进一步在N-甲基吡咯烷酮溶液中超声剥离24 h,经过离心收集沉淀物,在真空抽滤装置中抽滤制备柔性导热膜,其热扩散率可达804.693 mm^(2)/s,相比市面上的石墨膜的热扩散系数高出一倍多。

电子级聚酰亚胺薄膜的市场现状和研究进展

电子级聚酰亚胺薄膜(PI膜)作为重要的柔性绝缘高分子材料,广泛应用于挠性印制电路板、柔性显示和5G通信用导热膜等领域,各种高性能的电子级聚酰亚胺薄膜市场前景广阔,近年来受到科研工作者和公司的广泛关注。本文综述了在不同电子应用领域PI膜的市场现状和研究进展,指出各类型PI膜存在的技术难题,并概述了其解决方法,但是距离工业化生产还有较大差距,对电子级PI膜未来的发展提出了建议。

石墨膜导热带在空间遥感器低温光学上的应用

为了确保某空间遥感器低温光学系统的正常工作,降低前端透镜温度以减小各透镜间的温差,需要通过高导热产品将其热量传递到低温冷源上。目前,传统的导热产品,包括槽道热管或铜质导热索等,受限于刚性或导热性的影响,无法满足前端透镜降温需求。为此,提出了采用柔性石墨膜导热带对前端透镜进行散热降温的方法,并通过理论计算及热真空实验对产品传热性能进行了验证。结果表明,通过采用石墨膜导热带,在保证高导热产品具有较好柔性的基础上,可以有效提高传热效率降低透镜温差,其传热热阻仅为同尺寸铜制导热索的48%,质量为同尺寸铜制导热索的23%。同时,为了分析卫星发射过程中的振动对石墨膜导热带传热性能的影响,在透镜组件力学振动实验时,对石墨膜导热带传热性能进行了测试分析,结果表明,卫星发射过程中的振动对石墨膜导热带传热性能无影响。

高导热石墨膜用PI基膜的研究

采用TGA、DSC、FTIR、GC-MS、HPLC等对可用于生产高导热石墨膜的典型进口PI膜的的力学性能、热物性及主体成分构成进行剖析。研究结果表明,进口石墨化用PI基力学性能优异,无机填料及灰分含量低,由苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚和第三单体的共聚物制备而成,二氨基二苯醚的摩尔含量在5%以内,且其含量对PI膜的力学性能影响明显。

导热纸(膜)的研究进展

电子产品日渐突出的散热问题,引起了人们对电子领域热管理的广泛关注。柔性导热材料具有高韧性、高弹性、高导热、灵活性等特性,可运用于柔性电子器件,轻、薄型电子设备,电池等领域,帮助解决其散热问题。纸张及薄膜具有良好的柔韧性、优异的加工性和厚度可调整性,是良好的柔性导热材料。本文概述了近年来导热纸(膜)的研究进展,对不同基材的导热纸进行了归纳分类和介绍,重点讨论了纤维素基导热纸的制备方法、导热性能、导热性能测试方法及机械性能。

导热高分子材料在包装印刷领域的研究进展

目的综述导热高分子材料在包装印刷领域的应用及研究现状,拓展导热高分子材料的应用领域。方法首先介绍2类导热高分子材料的制备方法,即本征型和填充型导热高分子材料;其次全面综述用于包装印刷领域的导热膜/纸、导热胶黏剂和导热油墨;最后总结常用的各类导热机理模型。结果与本征型导热高分子相比,填充型导热高分子具有加工简单、成本低廉、应用面广等优点,是目前研究最多的导热高分子材料。导热膜/纸、导热胶黏剂和导热油墨具有广泛的研究基础,市场需求旺盛。导热预测模型虽能够有效预测复合材料的热导率,但会受到填料含量和粒子形貌的影响。结论导热高分子材料在包装印刷领域拥有巨大的应用需求,开展导热高分子的研究具有重要的现实和理论意义。

导热硅胶垫选型和性能探究

通过不同加强材料下导热硅胶垫性能的比对,不同导热系数下导热效果的验证,以及不同厚度相同工况下绝缘性能差异的探究,选择更适合实际工况的导热硅胶垫。通过进一步验证PI膜对导热系数的影响,不同压力/压缩变形量下的热阻变化,以及导热系数随时间的变化情况,探究PI膜导热硅胶垫关键性能的变化,并为后续导热硅胶垫的选用提供理论依据和数据支持。

高温超导滤波器系统散热模拟及实验研究

小型制冷机是高温超导滤波器系统的重要组成部分,在冷端提供冷量的同时需在热端向环境排热。基于模拟和实验,设计了一款散热翅片,并在自然对流的条件下对翅片的散热性能进行研究。结果表明,在功率为12 W时,散热翅片最高和最低温度分别为58.2℃和53.2℃,当在翅片背部增加一层石墨烯导热膜后,最大和最小温度分别降低了3.3℃和4.7℃;采用翅片和环境之间的传热热阻R_(s)来评价两种翅片的性能,铝-导热膜传热热阻介于2.58—3.05℃/W之间,相比于传统铝翅片其与空气传热热阻最高降低了33.3%。

聚碳级双酚A新型精制设备与工艺

研究了聚碳级双酚Ａ生产中微量苯酚的脱除过程，开发了新型降膜蒸发气提设备与工艺，提出了工业放大的设计模型。小型中试的试验结果表明，新型降膜蒸发气提装置结构简单，液膜分布均匀，容易实现高真空操作，保证了产品的纯度和色度。惰性气体的引入，强化了传热、传质过程。降膜蒸发气提法与传统的方法相比较有明显优势。

基于高导热率石墨膜的GaN半桥功率器封装散热研究

本文针对激光雷达转镜扫描电机对调速精度、频率和运动幅度的需求,提出了一种基于高热导率石墨膜的GaN半桥功率器封装方案。仿真结果表明,与环氧玻璃布层压板(FR-4)基板、FR-4基板+铜散热片、陶瓷基板三种散热结构相比,采用FR-4基板+导热石墨膜散热结构的GaN半桥功率器,制备成本较低、工艺复杂度可控、成品质量轻、散热性能好,最高可降温32.6℃,散热性能可提升29.6%。导热底部填充胶起到热耦合作用,在石墨膜封装结构中不可或缺。换热系数可影响散热性能,在其他散热影响因素无法再优化情况下,可通过增加换热系数提高散热效果。本文研究结果对高频、高功率密度、小尺寸功率器件封装热设计具有一定的参考和指导意义。

高导热石墨膜的分类及其生产工艺

随着手机、电脑、LED灯等电子产品的集成化发展，人们越来越关注散热材料的应用。由于金属散热器、硅胶等传统导热材料存在导热性、稳定性较差等问题，高导热石墨膜越来越多的应用到电子散热领域。本文从高导热石墨膜的分类、制备、生产等方面简要介绍导热石墨膜的技术现状，并对不同生产方法的优缺点进行简单评述。

特殊基板材料在印制电路板中应用的新进展

文章概述了目前几种特殊板材在印制电路板中的应用,重点介绍了特殊板材的特性、优点和制作控制要点等,并提出了特殊板材今后的发展方向。