散热“膜”法——高强超导热绝缘纸领航者

简介

随着5G时代的到来，现代高科技的快速发展促使电子元器件不断向着集中化、小型化发展，工作频率急剧增加，严重影响到设备运行的可靠性和使用寿命，极端情况下还可能引发火灾或爆炸，从而导致生命和财产损失，因此对电子元器件的导热性能提出了新的挑战。随着5G商业化，导热材料的应用领域更为广泛，包括新能源汽车、动力电池、数据中心、医疗设备和航空航天等领域。 本项目旨在开发一种高导热绝缘柔性纳米纤维仿生纸，应用于智能手机散热领域。通过构筑纳米纤维、氮化硼纳米片这种有机和无机堆砌状仿生贝壳的微观结构，从而实现纳米片与纳米纤维之间相互搭接传递热量。六方氮化硼纳米片具有优异的导热和电绝缘性能，这是大功率、小型化电子元器件的迫切所需，但其制备流程复杂产量低限制了其应用。我们通过水热反应和球磨处理技术制备少层大片的六方氮化硼纳米片，结合静电纺丝-静电喷雾技术构筑具有仿生“贝壳”结构的PI/BNNS纳米复合纸。旋转的接收滚筒一边为静电纺丝的PAA纳米纤维（PI前驱体），另一边通过静电喷涂BNNS分散液，建立纳米片、纳米纤维相辅相成“微夹心”结构的高导热复合纸，并具有一定的柔韧性、形状可设计多样化，使用操作方便。 本产品与商业化导热材料相比具有巨大的导热性和柔韧性的优势，并已具备产业化条件。市场上常见手机散热技术有VC均热板、石墨烯散热膜、液冷散热和铜管散热等。大多都存在散热效率低、成本高、维护难、环境污染、体积大且可靠性差的缺陷。重点比较了深圳普达和苏州天脉公司的导热材料产品，我们的产品在热导率上远超其他两家，耐温性最高，厚度最薄，且价格适中。这些特点使我们在手机散热材料市场中具备显著竞争优势，能够满足用户对高效、安全、稳定散热的需求。 由于氮化硼纳米片的导热性强，热膨胀系数低，平均粒径小，电绝缘性良好，与具有优异机械性能的聚合物相结合，即可得到具备高导热系数和良好力学性能的导热复合材料，极大地改善电子设备发热过高现象，增加设备的使用寿命。利用氮化硼纳米片作为填充物，有机与无机相结合的导热复合材料在新型热管理材料领域具有广阔的应用前景。 本团队成立了河南逸热辞新材料科技有限公司，团队负责人为法人，目前已与河南中纤新材料科技有限公司及新乡沃尔曼电子产品有限公司签署购销及技术授权合同，达成战略合作。该项目获得专家教授的一致好评。