DOI:10.1016/j.compscitech.2020.108429
隨著現代電子器件中集成電路功率密度的快速增長，如何構建先進導熱材料的高效導熱網絡已受到人們的廣泛關注。在這項工作中，在碳納米管（CNTs）含量極低的情況下，通過靜電紡絲沿著聚乙烯醇（PVA）纖維構建了CNTs橋接氮化硼納米片（BNNSs）的協同雜化結構，并采用簡單的樹脂傳遞模塑法制備了環氧樹脂/PVA（BNNSs/CNTs）復合薄膜。所制備的環氧樹脂/PVA（BNNSs/CNTs）復合膜不僅在總填充量為27.5wt％的情況下具有出色的面內導熱系數（TC）6.3 W/m·K，比不含CNTs的環氧樹脂/PVA（BNNSs）復合膜提高了88％，而且具有優異的電絕緣性能（6×10-13 S/cm）。在加熱和冷卻測試過程中，紅外熱圖像顯示，與其他樣品相比，協同雜化復合材料具有最高的表面溫度和最佳的散熱能力。TC的顯著增強歸因于CNTs橋接了BNNSs，從而降低了相鄰填料之間的界面熱阻。此外，良好的機械性能和穩定的TC為新型柔性熱管理材料的廣泛應用提供了更大的潛力。
圖1.復合膜的制備過程示意圖。
圖2.（a）5天后，濃度為2mg/ml的剝離BNNSs的光學圖像。（b）BNNSs的SEM和（c）TEM圖像。（c）中的插圖是高倍率HRTEM圖像。（d）h-BN和剝離BNNSs的X射線衍射圖。
圖3.（a）PVA纖維的SEM圖像。（b）和（c）具有不同靜電紡絲時間的PVA（BNNSs-70/CNTs-2）纖維的SEM圖像。（d）PVA（BNNSs-70/CNTs-2）纖維的TEM圖像，（e）和（f）環氧/PVA（BNNSs-70/CNTs-2）復合材料截面在不同放大倍率下的SEM圖像。
圖4.（a）環氧復合材料在室溫下的TC。（b）復合材料中導熱路徑的示意圖。（c）TC的提高效率。（d）環氧復合材料在不同彎曲循環下的TC。
圖5.在不同的BNNSs負載量下，環氧樹脂/PVA復合膜的典型應力-應變曲線。
圖6.環氧樹脂、環氧樹脂/PVA/BNNSs和不同負載量的環氧樹脂/PVA（BNNSs/CNTs）復合材料的電導率。
圖7.（a）復合膜的表面溫度隨時間變化，（b）卷在加熱棒上的復合膜的紅外熱像圖。
