含动态可逆键的“砖-泥”结构热界面材料构建及垂直取向调控研究

20250122

科学研究和技术服务业

针对日益高功率密度化的电子设备散热需求，开发出以（Vitrimer）高分子为基体的高面外导热弹性体热界面材料；针对垂直取向结构的构建，发展出简单的叠合、裁切策略，先采用模压方法得到高度取向的“砖-泥”结构聚合物膜，然后将其层层贴合，界面处通过动态键交换焊接形成大块体，最后纵向裁切得到垂直取向的导热片，具有可规模化推广应用的潜力。所制备的含有垂直取向“砖-泥”结构的弹性体类玻璃基热界面材料的纵向热导率高达25 W/(m·K)，达到国际前沿水平。

该成果需要定制一条生产高纵向导热热界面材料的生产线，以实现项目提出叠合、裁切的工艺。生产线应包括混合设备、压延设备、自动铺装设备、高温固化设备、裁切设备等。

仅限国内转让

该成果预期能够突破高纵向导热热界面材料的规模化制备，用于5G通讯、消费电子产品的高功率电子散热，实现良好经济效益。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

本项目“含动态可逆键的“砖-泥”结构热界面材料构建及垂直取向调控研究”针对日益高功率密度化的电子设备散热需求，开发出以（Vitrimer）高分子为基体的高面外导热弹性体热界面材料。（1）科学层面：在国际上首次提出利用动态共价键辅助构建高度垂直取向的“砖-泥”结构，通过不同类型动态键及它们间协同调控交联网络的模量、强度、焊接效率，解明动态键键能、密度、填料填充量等因素对动态交联网络的键交换动力学影响机制。（2）技术层面：针对垂直取向结构的构建，发展出简单的叠合、裁切策略，先采用模压方法得到高度取向的“砖-泥”结构聚合物膜，然后将其层层贴合，界面处通过动态键交换焊接形成大块体，最后纵向裁切得到垂直取向的导热片；为高性能热界面材料的垂直取向调控提供可规模化推广应用的策略。（3）本项目制备的含有垂直取向“砖-泥”结构的弹性体类玻璃基热界面材料的纵向热导率高达25 W/(m·K)，达到国际前沿水平。该成果为研究和发展高功率密度电子设备用高性能热界面材料提供了新思路和新方法，对于经济建设急需的高性能热界面材料的自主设计、先进技术突破、人才培养及其理论研究和应用均产生积极作用。