姜文政 林 瑛 江平开 黄兴溢

(上海交通大学上海市电气绝缘和热氧老化重点实验室 上海 200240)

1 引言

随着电子器件朝小型化、高集成化以及高功率化的方向发展，散热问题越来越突出[1]。同时，诸如5G通信和大规模集成电路等场合不仅要求散热材料具备高导热性能[2]，还要求其具有良好的绝缘性能[3-5]。聚合物基导热材料因成本低廉且具有良好的加工特性而受到广泛关注。聚合物基导热材料通常由导热填料和聚合物基质组成。目前，已有大量文献报道了以碳纳米管等碳基材料作为填料的聚合物复合导热材料，如纳米银粒子-还原氧化石墨烯(rGO)填料[6]、压制而成的石墨纸[7]、纯石墨烯[8-10]、石墨烯泡沫[11-12]石墨烯/纤维素填料[13-14]等。

但由于石墨烯等碳材料本身具有高导电性，因此该类复合材料在绝缘场合的应用受到了严重的限制[15-17]。而氮化硼(BN)是一种导热性能良好、机械强度高且绝缘性能优异的材料[18]。因此，在对绝缘性能要求高的散热场合，氮化硼聚合物复合导热材料的应用前景十分广阔[19]。

对于传统的聚合物基导热材料，一般是将导热填料随机分散于聚合物基体中。随着填料含量的增加，填料与填料之间逐渐形成导热通路，填料与填料间的热阻也逐渐减小，在宏观上表现为热导率的上升。但是，由于填料间缺乏直接接触或相互作用，使得声子传输通路不畅，阻碍了热导率的进一步提升。此外，填料含量的进一步提升也极大地增加了填料-基体界面面积，而一些导热填料与基体的相容性差，两者之间缺乏导热通路，导致填料与基体间热阻的上升，影响导热性能。……