3D打印技术在高导热复合材料中的应用研究
2023-09-21相利学唐波周刚代旭明王二轲姜涛吴新锋
中国塑料 2023年9期
相利学,唐波,周刚,代旭明,王二轲,姜涛,吴新锋
(1.杭州幄肯新材料科技有限公司,杭州 311255;2.上海海事大学,商船学院,上海 201306;3.上海第二工业大学,能源与材料学院,上海 201209)
0 前言
随着5G时代的到来,电子设备快速的向着越来越集成化、功能化的道路上发展,而电子设备在高功率工况工作下会在设备内部产生大量的热量,若未及时将热量传导出去则会造成设备的安全隐患,据统计,电子设备的失效有55%是温度超过允许值而引起的[1-3],因此电子设备的热管理性能是制约其发展的重要因素之一。对于电子元器件而言,聚合物基导热复合材料具有独特的结构和易改性、易加工的特点,使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能。但是一般高分子聚合物都是热的不良导体,其导热系数一般都低于0.5 W/(m•K)。简单地添加高导热填料(金属类、碳类、陶瓷类)可以有效增加聚合物基复合材料的导热系数,但同时也带来了较大的接触热阻,因此构建三维网络互锁结构的导热填料可以大程度地提高复合材料的导热性能。目前,构建三维网络结构的方式主要有泡沫法[4]、冻干取向法[5]、磁取向[6]、力取向[7]、静电植绒法[8]、3D打印法[9]等。
3D打印技术是基于加热熔融、激光烧结或光照固化等方式将材料逐层堆积成形,可以按需设计并制备传统加工方式难以实现的复杂结构[10-12]。熔融沉积成形使用的是丝材,激光选区烧结则使用的是粉材。工业上常用的聚合物原料大多以颗粒为主,制成丝材或粉材都要进行二次加工,提高了3D打印耗材的使用成本。……
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