热导率

Abstract(#br)In this research, Polydimethylsiloxane (PDMS)/nickel (Ni) composites with embedded Ni spherical particle columns were studied for thermal conductivity enhancement. The volume fraction of Ni particles ranged from 2% to 20% while the strength of the applied magnetic field was fixed at 0.45 Tesla. The distribution and morphology of the column structures were quantitatively analyzed using optical microscope, Scanning Electron Microscope (SEM) and digital image processing.

摘要 有机硅聚合物基陶瓷( PDC )材料因其具有机械、化学、电学等多种性能而受到广泛的研究。PDC的热性能是目前研究最少的性能之一，是设计热能转换器所必需的。本文以市售的聚二甲基硅氧烷弹性体为起始聚合物前驱体。用X射线衍射分析了交联凝胶在1000℃以上惰性气氛中的热分解过程，得到了硅氧羰基SiOxCy。热裂解至1500℃时，凝胶仍保持复杂形状，但线性收缩率为25 % ~ 30 %。随着热处理温度的升高，游离碳基SiOx Cy残留物的热导率和热导率同时升高。1500℃热处理的样品室温热导率为2.24 Wm-1K-1，电导率为0.021 S cm-1。这些特性表明PDCs作为一种功能材料在热电器件中具有广阔的应用前景。

This paper proposes dual-functional sheets (DFSs) that simultaneously have high thermal conductivity (TC) and electromagnetic interference (EMI) absorbing properties, making them suitable for use in mobile electronics. By adopting a simple but highly efficient dry process for manufacturing core-shell structured fillers (CSSFs) and formulating a close-packed filler composition, the DFSs show high performance, TC of 5.1 W m\u003csup\u003e-1\u003c/sup\u003e K\u003csup\u003e-1\u003c/sup\u003e, and a -4 dB inter-decoupling ratio (IDR) at a 1 GHz frequency.

摘要\n在此，我们报道了一种独特的杂化夹芯式复合结构，该结构由插入聚二甲基硅氧烷( PDMS )中的废旧卷烟机( CW )和还原氧化石墨烯( RGO )复合基体组成，在扩展Ku波段显示出~ 50.79   dB的高EMI屏蔽效能( SE )。复合材料中CW的内部以及RGO贯穿PDMS基体的三维导电网络，通过导电耗散和散热促进微波吸收。因此，PDMS - RGO、CW和PDMS - RGO三明治层的复合形成了一个吸收-多次反射-吸收的复合结构，其中CW和RGO复合的PDMS纳米复合材料的三明治结构比仅含有RGO的复合材料具有更好的EMI SE。此外，所制备的复合材料具有很高的热导率，有助于通过焦耳热效应耗散微波辐射能量。因此，所制备的轻质柔性复合结构可以成为一种高效的微波吸收器，为金属基传统EMI屏蔽材料提供了一种具有吸引力和成本效益的替代方法。

本文提出了同时具有高热导率( TC )和电磁干扰( EMI )吸收性能的双功能片( DFSs )，使其适合在移动电子中使用。通过采用简单而高效的干法制备核壳结构填料( CSSFs )，并制定密排填料组成，DFSs在1 GHz频率下表现出高性能，TC为5.1 W m-1 K-1，IDR为-4 dB。特别是DFSs具有3 k V mm-1的高介电击穿电压( BDV )，有利于在大多数电子器件中应用。DFS由两种CSSF组成，它们按照紧密堆积规则、Horsfield的堆积模型和聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物混合。核心材料为不同尺寸的软磁Fe - 12.5 % Cr和Fe - 6.5 % Si合金粉末，壳层材料为直径1 - μ m的Al2O3陶瓷粉末。DFS的高性能源于其厚而稳定的壳层结构和密排结构的最大填充能力。

在此，我们报道了一种独特的混合三明治型复合结构，它由插入聚二甲基硅氧烷( PDMS )中的废烟包( CW )和还原型氧化石墨烯( RGO )复合基体组成，在扩展的Kuaband中显示出高的EMI屏蔽效能( SE )达50.79dB。插入的CW的作用是由于含有Al涂层，便于多次反射和散热。复合材料中CW的内部以及RGO贯穿PDMS基体的三维导电网络有利于通过导电耗散和散热实现微波吸收。由此可知，由于3层夹心层的结合，即PDMSaRGO、CW和PDMSaRGO，遵循了一条吸收型α-多重反射α-吸收途径。同时含有CW和RGO的混合PDMS纳米复合材料的夹层结构显示出比只含有RGO作为填充剂的PDMS纳米复合材料优越的EMI SE。此外，所制备的复合材料具有很高的热导率，有助于通过焦耳热效应耗散微波辐射能量。因此，所制备的轻质柔性复合结构有望成为一种高效的微波吸收器，为金属基传统EMI屏蔽材料提供了一种诱人且成本低廉的替代方法。

散热在电子器件中起着至关重要的作用，散热器被广泛应用于通过对流和传导将器件产生的热量排走，而传统散热器由于与环境温度相差较小，通常忽略热辐射。为了在散热应用中利用热辐射，本工作研究了一种将铜粉混合到聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜中制成的结构复合材料作为辐射性能增强的热沉材料。由于PDMS的宿主材料，采用蜡模法可以在近室温下形成各种形状的复合材料。此外，为了提高复合材料的散热性能，增强复合材料的热性能。热性能表征显示，500 # 37与纯PDMS相比，PDMS / Cu复合材料的热导率( 1.1 W / m K )提高了0.18 W / m K。用积分球红外光谱显示，与铝( 0.07，氧化表面)相比，热发射率( 0.8 )提高了10倍。通过对比在家建热室内相同加热载荷下的稳态温度，对纯PDMS、PDMS / Cu复合材料、铝等材料制成的平结构翅片试样在加热载荷高达1000 W / m lt、sup gt、2 lt、/ sup gt时的散热性能进行评价。数值热分析还进一步分析了辐射和对流的贡献。PDMS / Cu样品的最低温度证实了增强的热发射率和电导率对散热的积极作用。

采用分子动力学模拟方法研究了热界面材料聚二甲基硅氧烷( PDMS )的传热影响因素，结果表明，非晶PDMS比晶态PDMS具有更大的热导率，较长的链段有利于热导率的提高。根据上述结论，分析了骨干上结构的差异。研究发现，非晶态PDMS骨架具有较为平整的扭转势面，从而与结晶态PDMS相比具有一定的转动柔软性。更有意思的是，通过二面角的分布，我们还发现非晶态PDMS主链的二面角分布随链长的增加而保持恒定，但对于晶态PDMS，对于长链，二面角向小角度移动，表明非晶态PDMS具有相对稳定的主链结构。通过计算声子态密度( PDOS )，我们发现更多的硅( Si )和氧( O )原子有利于骨架的振动，从而提高了热导率。总之，通过模拟，我们得出了这6个因素(非晶状态、朗格链、良好的转动柔软性、更强的振动、更多的Si和O原子以及沿热流方向更高密度)对热导率正向影响，可以为选择更好的构型提高热导率提供可靠的理论依据。

石墨烯和硼苯是极具吸引力的二维材料，具有优异的物理性能。以聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物为基体，石墨烯和硼苯为纳米填料，采用原子连续多尺度模型相结合的方法研究了聚合物纳米复合材料的有效热导率。PDMS是一种用途广泛的聚合物，由于其化学惰性、柔韧性和广泛的性质，可以在合成过程中进行调节。我们首先进行了经典的分子动力学( MD )模拟，计算了石墨烯与PDMS界面处以及硼与PDMS界面处的热导率。获得的结果证实，纳米片与聚合物之间的界面热导从单层增加到多层纳米片，最后收敛，在石墨烯的情况下，达到30 MWm-2K-1左右，而对于硼氢化物，达到33 MWm-2K-1。然后将原子论模拟提供的数据用于有限元模拟，在连续体水平上评价聚合物纳米复合材料的有效热导率。我们探索了纳米填料种类、体积含量、几何长径比和厚度对纳米复合材料有效热导率的影响。作为一个非常有趣的发现，与石墨烯相比，尽管硼纳米片的热导率比石墨烯低近两个数量级，但其有效热导率却能得到非常接近的增强，特别是在低体积含量、小长径比和厚度的情况下。我们认为，对于聚合物基纳米复合材料，可以通过改善填料与聚合物之间的粘结性能，或者通过提高界面处的显著提高其热导率。考虑到硼苯的高导电性，我们的研究结果表明硼苯纳米片可以同时提高聚合物的热导率和导电性。