氮化硼的機械穩(wěn)定性差，極易剝離成二維層狀材料。為了充分利用氮化硼優(yōu)異的物理化學性質，并克服其機械穩(wěn)定性差的缺點，需要從二維層狀氮化硼出發(fā)制備其三維網絡結構。然而，傳統(tǒng)方法不能有效解決這一問題。因此，尋求將二維氮化硼組裝成三維結構的簡單、高效方法就成了亟待攻克的難題。

近日，西安交通大學電子學院汪宏教授課題組與南方科技大學與美國賓州州立大學等機構合作，以碳酸氫銨為犧牲材料，用簡便且通用的方法構造三維氮化硼泡沫(3D-BN)，通過環(huán)氧樹脂填充3D-BN獲得縱向熱導率最高可達6.11Wm-1K-1復合材料。該研究成果以《一種簡單通用的方法制備高熱導率的三維氮化硼泡沫填充環(huán)氧樹脂復合材料》為題，在國際化學工程領域頂級期刊《化學工程》（Chemical Engineering Journal）上發(fā)表。

“散熱問題是制約微電子器件和系統(tǒng)發(fā)展和應用的瓶頸。隨著電子器件不斷向小型化、集成化和多功能化的方向發(fā)展，其功率密度不斷增加，單位體積的發(fā)熱量越來越大，電子元器件工作時產生的熱量，影響電子元器件性能和使用壽命的關鍵因素。”汪宏教授說，“滿足5G和自動駕駛技術的發(fā)展，傳統(tǒng)通過向聚合物基體添加隨機分散的導熱填料的方法不僅不能有效增加熱導率，還會極大增加復合材料的介電常數(shù)和介電損耗”。

科研人員通過有限元方法進行了進一步分析表明，高導熱率歸因于3D-BN泡沫，其中BN泡沫僅由片狀氮化硼組成，氮化硼與氮化硼在壓力下緊密連接，其在復合材料中能夠提供聲子傳輸?shù)目焖偻ǖ溃瑫r具有優(yōu)異的絕緣性能，低介電常數(shù)和介電損耗。這項工作為熱管理聚合物的制備和設計提供了一個簡單的方法和新的范例。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S138589472031439X?via%3Dihub

粉體圈 整理