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       隨著微電子行業(yè)的不斷發(fā)展，科學技術的進步，現(xiàn)代人們對電子設備功率的需求不斷提高，高性能導熱材料引起了人們的廣泛關注?？焖儆行У睦鋮s能力和電子和電氣冷卻系統(tǒng)的升級已成為現(xiàn)代小型化電子產(chǎn)品制備工作的關鍵?，F(xiàn)階段，加入導熱性填料以提高聚合物基體的導熱性，解決新一代高功率、高集成、小電子器件的散熱問題，已成為主流解決方案。此外，重要的是要知道固體被分為金屬、半導體和絕緣體，這三種物質(zhì)都有各自的導熱性特性。三者的導熱性能都是用熱導率來表示，同時熱導率也稱為“導熱系數(shù)”。是指在物質(zhì)內(nèi)部垂直在導熱性方位取2個距離1米，總面積為1平方米的平行面,，若2個平面的溫度差距1K，即在1秒左右由一個平面?zhèn)鬏斨亮硗庖粋€平面的熱量就設定為物質(zhì)的熱導率。片雜化結構比單一填料體系具有更高的導熱性和更快的熱響應性能。

       金屬及碳材料具備很好的導熱性,但由于其導熱載體為電子,往往不能達到某些高精尖領域的使用要求。因為較高導電性往往容易使器件短路。此外,金屬除了具備較差的電絕緣性能外,還具有較大的比重,與輕薄化發(fā)展趨勢相悖。而部分以聲子與光子為導熱載體的金屬氧化物及陶瓷也能具有相對高的導熱能力,但是同樣存在比重大及難加工等問題。高分子來源廣泛,種類繁多,可根據(jù)具體使用要求選取化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐高低溫性能、溶解性能、機械強度的不同的高分子。然而,雖絕大多數(shù)聚合物具備良好的機械性、加工性及電絕緣等優(yōu)良性能,但由于其導熱載流子主要是聲子,熱導率通常很差(不超過0.5W(m·K)-1)。因此，本征高分子幾乎不能用于散熱領域。復合材料不僅保持了各組分的性能優(yōu)點,而且通過組分間的協(xié)同補強作用，可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。因此，聚合物基導熱材料的制備是獲取各項性能優(yōu)異的導熱材料行之有效思路之一。

       按導電能力的不同,導熱復合材料的填料可分為導電填料(如金屬、碳材料等)與絕緣填料(如大部分陶瓷材料、金屬氧化物等)。導熱填料與聚合物基體以分散復合、表面復合、層積復合和梯度復合等方式結合在一起，最終形成密集的導熱通路，得到導熱性能優(yōu)異的復合材料。此外，混合填料復合材料具有優(yōu)異的機械性能和熱穩(wěn)定性。其中，聚合物基導熱材料的熱導率幾乎完全來自于導熱填料，但是為了提高材料整體的導熱性能，選擇取向性好、具備剛性結構、液晶單元、分子與分子之間能產(chǎn)生 π-π作用、氫鍵、主客體作用等類型的高分子也是必要的。理論上填料填充率越高,材料整體的導熱性能越好,通常情況下填充量高于50%(vol)時,熱導率才能明顯提升。

      六方片狀氮化硼其平面內(nèi)機械強度可達500N/m，并具有優(yōu)異的耐高溫性。在空氣中抗氧化溫度為900℃，在真空中可達到2000℃。同時，h-BN也具有極高的導熱率，其中理論計算的氮化硼納米片（BNNS）的導熱率高達1700~2000W.m-1.K-1。更重要的是，h-BN具有優(yōu)良的絕緣性能。h-BN的帶隙為5.2eV，擊穿強度高達35kV/mm，可在同時需要絕緣和散熱的條件下使用，這是石墨烯無法比較的。因此在現(xiàn)階段上氮化硼是一種具有良好應用價值和應用前景的導熱填料。

       而對于六方氮化硼h-BN基導熱復合材料而言，導熱的載體為聲子，且熱導率主要取決于聲子如何傳播。高的填料添加量往往會導致材料易受熱開裂和抗沖抗張能力減弱等缺陷,這將在很大程度上限制材料的應用。如何在低填料負載下提高材料的導熱性仍具有極大的挑戰(zhàn)。BNNS具有高介電強度,低熱膨脹系數(shù),高熱穩(wěn)定性和高化學穩(wěn)定性等諸多優(yōu)異性質(zhì)。單層或少層 BNNS的熱導率是h-BN 的數(shù)倍,其面內(nèi)熱導率最高可達6000W(m·K)-1。

       當導熱填料含量低時，聚合物基體中的填料主要以隔離形式存在，不接觸，連續(xù)相仍為聚合物基體，形成類似于“海島”的兩相體系。此時，界面體積較小，且界面的熱阻并不是導熱系數(shù)降低的主要原因。然而，聚合物基體本身不利于聲子的傳播，因此最需要考慮如何有效地構建傳導路徑。當填料含量高時，復合材料內(nèi)部界面數(shù)量將大大增加，主要包括填料/填料界面和填料/聚合物界面。此時，語音散射較嚴重，界面的熱阻急劇增大，因此有必要通過表面改性等方法來提高h-BN與聚合物基體的匹配度。