從柔性高導(dǎo)熱到導(dǎo)熱/結(jié)構(gòu)一體化復(fù)合材料的發(fā)展

主講人 : 白樹(shù)林 教授

隨著5G、電動(dòng)車(chē)電池等電子器件的微型化和高功率化的快速發(fā)展，器件的發(fā)熱量急劇上升，熱管理成為制約它們發(fā)展的主要瓶頸問(wèn)題之一，傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率已經(jīng)達(dá)到瓶頸，需要發(fā)展更高熱導(dǎo)率和更好綜合性能的導(dǎo)熱材料。此外，航空器飛行過(guò)程中受到外部熱的作用以及結(jié)構(gòu)件受到內(nèi)部熱的作用都成為了制約航空器壽命的重要因素之一，從而促進(jìn)對(duì)于導(dǎo)熱/結(jié)構(gòu)一體化材料的開(kāi)發(fā)。

針對(duì)以上問(wèn)題，報(bào)告人及其團(tuán)隊(duì)從面向電子器件熱管理的柔性材料到面向航空器的導(dǎo)熱/結(jié)構(gòu)一體化材料進(jìn)行了一系列的研究，以石墨烯、氮化硼、石墨、高導(dǎo)熱碳纖維、超高分子鏈聚乙烯纖維等為導(dǎo)熱載體，以硅橡膠、熱塑性/熱固性樹(shù)脂為基體，分別采用注塑、熱壓、3D打印等技術(shù)制備了多種導(dǎo)熱復(fù)合材料和導(dǎo)熱/結(jié)構(gòu)一體化復(fù)合材料。這些材料在鋰電池、芯片、LED燈等的示范應(yīng)用上顯示出出色的散熱能力，為它們的工程應(yīng)用和新型熱管理材料的開(kāi)發(fā)提供了重要的依據(jù)。

主講人簡(jiǎn)介：

白樹(shù)林，教授，北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院新結(jié)構(gòu)材料研究所常務(wù)副所長(zhǎng)。1983年和1986年分別獲得大連理工大學(xué)材料系和工程力學(xué)系學(xué)士和碩士學(xué)位、1993年獲得法國(guó)巴黎高等工藝制造中央學(xué)院材料與力學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，2004年獲得教育部跨世紀(jì)人才計(jì)劃支持?，F(xiàn)任學(xué)術(shù)兼職有中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)導(dǎo)熱材料專(zhuān)業(yè)委員會(huì)/船舶與海洋工程復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員，Nano Materials Science編委，軍委裝發(fā)部軍用材料專(zhuān)業(yè)組專(zhuān)家。

長(zhǎng)期從事粒子填充、纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備、性能與應(yīng)用研究。長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，研發(fā)了耐高溫碳纖維/聚醚醚酮預(yù)浸料生產(chǎn)線(xiàn)。當(dāng)前的研究工作集中在樹(shù)脂基熱管理材料的研究應(yīng)用，研制了石墨烯、氮化硼、高導(dǎo)熱碳纖維等填充的硅橡膠、熱塑性/熱固性樹(shù)脂基導(dǎo)熱材料。在國(guó)際上首次提出了石墨膜面外垂直取向超高熱導(dǎo)率復(fù)合材料的制備技術(shù)，獲得了國(guó)際領(lǐng)先的高達(dá)613 Wm-1K-1的面外熱導(dǎo)率。揭示了FDM 3D打印擠出過(guò)程中石墨烯和氮化硼片的翻轉(zhuǎn)取向技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了填料沿面外的高取向度，從而獲得了面外熱導(dǎo)率達(dá)到12 Wm-1K-1的聚氨酯基導(dǎo)熱材料。采用高強(qiáng)碳纖維和高熱導(dǎo)率碳纖維實(shí)現(xiàn)了面內(nèi)熱導(dǎo)率超過(guò)100 Wm-1K-1、拉伸強(qiáng)度達(dá)到1400MPa的導(dǎo)熱/結(jié)構(gòu)一體化復(fù)合材料。承擔(dān)國(guó)家、省部、國(guó)防、企業(yè)科研項(xiàng)目40余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)期刊論文150余篇，獲批專(zhuān)利10余項(xiàng)。