模压氮化硼/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的导热机制与散热效果

作者：王世民; 温变英^*

来源：复合材料学报, 2023, 40(01): 160-170.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20211215.002

• 聚对苯二甲酸乙二醇酯
• 氮化硼
• 模压成型
• 导热机制
• 结晶
• 散热效果

电子电器设备中元器件的高密度集成使得散热问题日益突出，对导热材料的需求不断增长。本文以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体，六方氮化硼(h-BN)作为导热填料，通过熔融共混法制备h-BN/PET复合材料，考察了h-BN含量和PET基体聚集态结构对复合材料导热性能的影响，分析了复合材料的导热机制，并从材料应用的角度探讨了复合材料导热系数的温度依赖性和散热效果。结果表明，PET基体的结晶度和h-BN含量对复合材料的最终导热系数均有贡献，复合材料的导热系数随结晶度和h-BN含量的增加而提升。h-BN发挥了异相成核作用，显著加快了PET的结晶速度，提高了PET的结晶度。模压成型中h-BN受剪切应力驱使在PET基体中沿流动方向取向，导致复合材料呈现明显的各向异性特征。面内方向h-BN的有序排列为声子提供了更为通畅的传导通道。当h-BN含量为50wt%时，复合材料的面内与面间导热系数分别达到最大值3.00 W·(m·K)-1和2.19 W·(m·K)-1。h-BN/PET复合材料具有良好的散热效果，h-BN含量越高，复合材料的冷却速率越快，散热过程中温度下降符合指数函数规律。

• 单位
  北京工商大学; 化学与材料工程学院