中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著高端信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電子器件朝大功率化和高集成化發(fā)展，使得電子設(shè)備在使用過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，如果這些熱量保存在電子器件中，電子設(shè)備的使用壽命將會(huì)大大縮短。有研究表明，電子元器件溫度每升高2℃，電子元器件使用壽命下降10%，電子元器件在50℃時(shí)的使用壽命只有在25℃時(shí)的1/6。因此，要想使電子器件有更長(zhǎng)的使用壽命，必須解決器件的散熱問(wèn)題。
通常，在發(fā)熱的元件和散熱器中間填充熱界面材料（TIMs），可以在兩個(gè)表面形成良好接觸，驅(qū)除其間熱導(dǎo)率較低的空氣，從而實(shí)現(xiàn)較好的散熱效果。TIMs需要具有優(yōu)異的可壓縮性和適當(dāng)?shù)暮穸�，以滿足器件設(shè)計(jì)和制造公差的要求，同時(shí)也能夠符合粗糙的裝配表面，以減少界面熱阻。然而，由于散熱性能有限，現(xiàn)有的商用TIMs無(wú)法滿足功率密度顯著增加的器件的需求。
近日，武漢理工何大平、王哲團(tuán)隊(duì)針對(duì)用于高效散熱的TIMs的開(kāi)發(fā)取得最新進(jìn)展。在這項(xiàng)工作中，基于垂直石墨烯單體(VGMs)內(nèi)銀漿的體積收縮，實(shí)現(xiàn)了超高kt (738.6 W/mK)和低r接觸(29.2 Kmm2/W)的TIMs。出色的kt來(lái)自垂直排列的石墨烯薄膜(GFs)，具有出色的面內(nèi)導(dǎo)熱性。此外，GFs之間的銀漿加熱后會(huì)收縮，導(dǎo)致GFs軟端暴露，形成可變形的表面，從而實(shí)現(xiàn)r接觸的顯著降低。此外，受益于GFs的高面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)，所得VGM TIMs在熱管理測(cè)試中顯示出優(yōu)越的散熱效率，分別比Cu和最先進(jìn)的商用TIMs高66.7%和143.9%。與最先進(jìn)的TIMs相比，VGM TIMs的散熱效率提高了~2.44倍。該研究結(jié)果為先進(jìn)的TIMs和熱管理應(yīng)用提供了實(shí)用的設(shè)計(jì)指南。研究成果以“Deformable surface design of vertical graphene thermal interface materials for efficient heat dissipation”為題發(fā)表在《Cell Reports Physical Science》。
熱耦合機(jī)理及VGM的制作原理圖
VGM的結(jié)構(gòu)特征
VGM的導(dǎo)熱性能
實(shí)際散熱性能
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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