纳米铜环氧树脂复合热界面材料的实验研究.doc

中国工程热物理学会传热传质学
学术会议论文编号:123388
纳米铜/环氧树脂复合热界面材料的实验研究
张平,宣益民* 本文联系人:******@.
,李强
(南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京 210094)
Tel: (025) 84315488; Email: ******@.
摘要:本文采用了类似ASTM D5470的稳态方法搭建了界面接触热阻稳态测试系统,该系统的测试不确定度小于2%。采用以环氧树脂为基体材料,%高纯铜纳米颗粒制备得到60wt%的纳米铜/环氧树脂复合热界面材料。实验研究了纳米铜/环氧树脂复合热界面材料掺杂后对界面接触热阻的影响。结果表明,在界面接触压力为1MPa时,掺杂了铜纳米粒子复合热界面材料的界面接触热阻为42mm2 K/W,明显小于加导热垫片时的值211 mm2 K/W,更小于未添加任何热界面材料时的接触热阻值660 mm2 K/W。纳米铜/环氧树脂复合热界面材料是一种性能很好的热界面材料。最后,本文在纳米铜/环氧树脂复合热界面材料中掺杂了多壁碳纳米管(T),测量结果表明:T可以提升纳米铜/环氧树脂复合热界面材料的性能。
关键词:热界面材料接触热阻电子散热接触压力环氧树脂

为了减小两接触表面的接触热阻,一般对接触表面添加热界面材料(Thermal interface materials, TIMs),而常用的导热脂、导热垫片等TIMs并不能很好地满足要求;相变材料(Phase change materials,PCM)在室温下虽可融化吸收潜热但其变成液态时的渗漏问题会严重影响到周边电子器件的正常工作;而以高导热系数的碳纳米管(Carbon Nano T)、Ts Array)、高定向热解石墨(Highly orrented pyrolyticgraphite,HOPG)以及石墨烯等新型热界面材料作为增强基制备的高分子聚合物复合热界面材料是目前研究的热点[1] Winey KI,Kashiwagi T,Mu MF. .MRS Bulletin, 2007, 32 :348 .
[2] 杨益,[J].材料导报,2007,21(5):182-184
[3] 张平,宣益民,[J].化工学报, 2012, 63(2): 335-349.
。T、HOPG和石墨烯都存在的各向异性、几何尺寸、纯度、分布方向等因素相关[4] Yu AP,Itkis ME,Bekyarova E,Haddon R C. Applied Physics Letters, 2006, 89 :133102 .
,目前并不能很好的被推广应用[5] 高文迦,贾成厂,褚克,梁雪冰,郭宏,[J].材料导报,2011,25(2):17-26
。T热导率达到1000 W/m K,单壁碳纳米管(T)的甚至更高[6] C. Yu, L. Shi, Z .Yao, D. Li, and A. Majumdar. Thermal conductance and thermopower of an individual single-wal