1. 增加填料添加量:随着填料比例的增加,填料间距减小,当达到一定比例时,填料相互接触、堆叠,形成导热通路,从而降低界面热阻。但要注意,过量的填料可能会破坏导热网络,反而增加热阻,并影响材料的加工性能和机械性能。
2. 定向排列:对于一维或二维导热填料,如碳纤维、片状六方氮化硼,可以利用力场、磁场、电场或冰模板法等方法诱导形成高度取向有序结构,增大填料间有效接触面积,降低界面热阻。
3. 颗粒级配:将不同尺寸或形貌的导热粒子填充进聚合物基体中,可以产生协同增强效应,连接分离的颗粒,增加声子传导界面,降低填料间的界面热阻。
在杂化填料的研究中,由于不同填料间界面亲和力和声子谱不匹配,会导致声子散射。因此,需要对填料表面进行处理,形成更强的界面结合。目前,共价键改性是一种有效的方法,共价键的结合力比氢键和范德华力更强,可以减小粉体间界面热阻,提升导热性能。
此外,由于无机填料与聚合物基体难以浸润,未处理的填料与基体连接不紧密,会产生气孔和间隙,增加界面热阻。表面改性是一种有效的方式,可以改变填料表面张力,减少团聚,改善填料与基体的亲和程度,减少内部缺陷,降低界面热阻。目前,最广泛应用的表面改性方法是通过对填料进行表面化学修饰,利用有机单体、有机低聚物、表面活性剂、偶联剂等表面处理剂在粉体颗粒表面的吸附、反应、包覆或包膜来实现。
参考来源:
纪超. 导热复合材料中多组分填料的协同作用的研究[D].深圳大学.
张荣,刘卓航,熊文伟等.氮化硼/聚合物导热复合材料界面热阻调控研究进展[J].材料导报.
粉体圈:导热界面材料性能提升的拦路虎:界面热阻该如何降低?
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