用于热管理的分层导热聚合物纳米复合面料

01、题材介绍一下

由于固体材料的导热系数与电气系统的温度变化成反比  ，这就要求导热材料表现出与温度相适应的热传输能力  ，并集成到动态负载条件的电气系统的热管理中 。管理电导体中的热量是满足能源可再生时间使用和电力可靠性需求的一个主要挑战  ，尤其是在电力电子设备和能源关键型电机中更为重要 。要实现了这一些多种的功能键  ，如热耐用性和电耐用性  ，就可以合理合法地设计方案传热物料的格局 。

02、成就掠影

近期  ，布法罗学校Shenqiang Ren设计团队提出了分层导热纳米复合面料  ，由纳米结构陶瓷共形涂层和混合排列的超高分子量聚乙烯纤维组成  ，可定制电导体的散热 。混合排列的热界面具有非常理想的各向异性高导热系数  ，可达0.98W/mK  ，介电强度为3.4 。此外  ，电隔热界面在动态负载条件下表现出高性能和可靠的电气系统 。在相同的电负载下  ，非均匀陶瓷-聚合物封装导体的表面温度比聚合物封装导体低17.8℃ 。研究探讨技术成果以“Hierarchical thermal-conductive polymer nanocomposites for thermal management”为题发表于《Applied Materials Today》 。

03、带图选读
图1 a. 由过高大分子量聚乙稀（UHMWPE）和淘瓷镀层組成的传热原料提示图 。(I)排顺UHMWPE玻纤 。（II）淘瓷镀层UHMWPE玻纤 。（III）异质淘瓷UHMWPE贴膜 。（IV）异质贴膜镀层芯线 。(V)异质贴膜盆栽花卉芯线 。b.热导率、体积和表面电阻率图和明显的缩聚物 。
图2 a.UHMWPE涂覆铜绝缘线与UHMWPE聚合反应物链方法仰角的铜绝缘线表示图 。b.代有UHMWPE涂覆的电线的光学材料影像 。c.UHMWPE涂覆电线的室温衰减斜率与工作电流方法和UHMWPE链方法的室温衰减的关联 。(d)不一样键入电机功率下UHMWPE涂覆电线的室温图 。

图3 a. 超薄氧化铝涂层UHMWPE纤维的扫描电镜及其相应的能量色散x射线光谱（EDS） 。b.超薄氧化铝涂层UHMWPE光纤的透射电镜（TEM）图像 。c.二氧化硅涂层UHMWPE光纤的扫描电子显微镜及其相应的能量色散x射线光谱（EDS）  。d.二氧化硅涂层UHMWPE光纤的透射电镜（TEM）图像 。e.UHMWPE/二硫化硅异相薄膜 。插图显示了涂覆在UHMWPE纤维上的二氧化硅纳米颗粒组装  。f-g.UHMWPE、UHMWPE/防三氧化二铝和UHMWPE/二钝化硅的傅里叶变换红外光谱（FTIR）和热重分析 。

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