构建“豌豆状”氧化铝-石墨烯二元体系结构，以增强环氧复合材料的导热性

第三代半导体材料先进电子器件的功能性、集成度和功率密度的持续提高，势必会造成器件运行产生的热量高度集中。电子封装材料是电子器件热管理的关键，目前使用的环氧树脂电子封装材料的导热性能已不能满足先进半导体材料的发展需求。石墨烯自发现以来就凭借诸多优异的物理性能而备受关注，石墨烯所具有的超高导热系数（高达5300W/mK）和大的比表面积使其易于搭建有效的导热通路，是增强聚合物基体材料导热性能的理想填料。构建三维热传输框架是提高聚合物复合材料导热系数的有效方法。真空辅助过滤是制备热扩散膜的一种有效方法，但其在轴向的散热性能较差。

基于上述问题，中科院宁波材料所虞锦洪、林正得、李赫等相关研究人员通过掺入球形氧化铝，通过真空过滤制造了豌豆荚状的二元氧化铝-石墨烯结构，并用环氧树脂浸渍以获得氧化铝-石墨烯/环氧复合材料。相关工作以“Constructing a "pea-pod-like" alumina-graphene binary architecture for enhancing thermal conductivity of epoxy composite”为题发表在化工领域期刊《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》上。

仿“豌豆荚”二元石墨烯-氧化铝结构增强环氧树脂导热性能

在添加了12.1 wt％石墨烯和42.4 wt％氧化铝负载的豌豆荚状二元氧化铝-石墨烯泡沫的情况下，环氧树脂复合材料的轴向导热系数已提高至13.3 Wm（-1）K-1，比纯环氧树脂增强166倍。该复合材料在各种条件下和热传输应用中的导热率的测试结果证实了这种复合材料的优异热传输性能。这项工作为显著提高热管理材料的导热系数提供了新的思路。

DOI: 10.1016/j.cej.2019.122690