CNTs阵列增强石蜡/硅橡胶复合相变垫片的散热性能研究

作者：蔡楚玥; 方晓明; 张正国; 凌子夜

来源：化工学报, 2022, 73(07): 2874-2884.

• 碳纳米管
• 相变
• 热阻
• 热界面材料
• 传热
• 电子材料

电子技术的高速发展对散热技术提出了更高的要求，热界面材料作为散热技术的关键材料之一，面临着提高热导率以及减小传热热阻的挑战。将垂直碳纳米管阵列(VACNTs)和固-液相变材料石蜡(PA)与硅橡胶(SR)复合，研制了一种新型VACNTs/PA/SR复合相变垫片。研究表明，通过磁场校准方法可以使表面改性的镀镍多壁CNTs在SR中实现垂直定向排列，所得VACNTs/SR垫片较CNTs随机排列的垫片具有更高的热导率，并确定VACNTs/SR垫片中CNTs的适宜含量为6%(质量)，对应垫片的热导率可达0.71 W/(m·K)。对于固定CNTs含量为6%(质量)但PA含量不同的一系列VACNTs/PA/SR相变垫片，PA的添加量不大于12.5%(质量)时，相变垫片克服了液态PA的泄漏问题；相变垫片在PA发生固-液相变后表现出硬度显著下降，热阻减少可达55.14%，并具备优异的热可靠性。将最佳VACNTs/SR垫片样品及最佳VACNTs/PA/SR相变垫片样品进行散热性能对比发现，与使用VACNTs/SR垫片的情况相比，使用VACNTs/PA/SR相变垫片时的模拟芯片不仅在温度上升阶段的升温速率更小，而且当芯片温度达到平衡后对应的平衡温度也更低，降低了3.5℃，显示出更好的散热性能。VACNTs/PA/SR相变垫片优良的特性和散热性能使其在电子设备散热领域具有良好的应用前景。

• 单位
  华南理工大学