一种具有高阻尼,柔软和可再加工的热界面材料

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来源 | Composites Science and Technology



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背景介绍

随着电子产品的集成化、小型化和功率密度的提高,有效的散热已成为一个关键问题。随着高性能计算需求的不断增长,服务器CPU或GPU的热设计功率逐渐提高到400w及以上。热界面材料(TIMs)通过有效地将热量从电子器件传递到散热器,在电子器件的整体散热中起着重要作用。另一方面,这些电子设备的汽车应用需要TIMs的高性能特性,例如优异的高阻尼,因为来自车辆的各种频率的振动和冲击无处不在。事实上,大约20%的电子设备故障或疲劳故障是由上述振动引起的。高阻尼和可再加工性可以抑制冲击甚至修复振动造成的损伤,阻尼TIMs的可再加工性可以有效地节约资源,降低成本。然而,目前的TIM仍然缺乏抑制振动和再加工的能力,因为将这些特性集成到一个TIM中仍然是一个难题。




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成果掠影


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近日,中科院深圳先进电子材料国际创新研究院曾晓亮、任琳琳和南昌大学杜国平老师团队针对开发具有显著的阻尼性能、可再加工性、柔软性和高导热性的TIMs取得最新进展。受皮肤组织中纤维网络和脂肪细胞的协同作用的启发,我们在这里报道了一种高阻尼、柔软和可再加工的TIM,将粘性聚合物注入聚丁二烯瓶刷聚合物网络中,同时结合氮化铝填料。所得的TIMs在日常生活频率范围内(1 -

300 Hz)的阻尼系数高达0.95-1.0,优异的再加工效率(92%),低杨氏模量(55.8

kPa)和导热系数为2.25 W/mK。目前的工作为抗冲击电子产品中的高性能TIMs提供了一种独特的结构设计方法。研究成果以“High damping, soft and reprocessable thermal interface materials inspired by the microstructure of skin tissue”为题发表于《Composites Science and Technology》。




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图文导读

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图1.模拟皮肤组织的TIMs设计原理。


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图2. TIMs的阻尼性能和减震性能。


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图3.TIMs的高阻尼机理。


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图4. TIMs的力学性能和力学性能。


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图5. TIMs的实际散热性能和可加工性。



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