Enhancement of in-plane thermal conductivity of flexible boron nitride heat spreaders by micro/nanovoid filling using deformable liquid metal nanoparticles
- Resource Type
- Original Paper
- Authors
- Tao, Pei-Di; Wang, Shao-Gang; Chen, Lu; Ying, Jun-Feng; Lv, Le; Sun, Li-Wen; Chu, Wu-Bo; Nishimura, Kazuhito; Fu, Li; Wang, Yue-Zhong; Yu, Jin-Hong; Jiang, Nan; Dai, Wen; Lv, Yao-Kang; Lin, Cheng-Te; Yan, Qing-Wei
- Source
- Rare Metals. 42(11):3662-3672
- Subject
- Boron nitride nanosheet
Liquid metal
Eutectic gallium-indium
In-plane thermal conductivity
Heat spreader
- Language
- English
- ISSN
- 1001-0521
1867-7185
摘要: 随着集成电路和高密度能量电池的飞速发展,高效热管理已然成为决定相关电子元器件可靠运行的关键所在。六方氮 化硼纳米片(BNNS)兼具有超高的面内本征热导率和优异的绝缘性能,被广泛认为是基于聚合物基材制备高性能绝 缘复合材料、进而有效克服“热失效”问题最为理想的导热增强填料之一。然而,BNNS 本征具有较强的刚性,纳米 片层在相互搭接过程中难以通过自身柔性形变形成紧密贴附,进而于导热网络内部形成大量填料间搭接微/纳空隙,成 为妨害复合材料热导率进一步提升的重要诱因。基于此,本文以柔性、易形变的液体金属(共晶镓铟合金,EGaIn)为 介质,结合其与BNNS 间质量比的合理设计,实现了其对BNNS 片层间搭接微/纳空隙的有效填充,进而基于两者间 的良好协同,大幅强化了复合材料传热性能。当BNNS,EGaIn 及纳米纤维素的质量分数分别为63 wt%,7 wt%及30 wt%时,复合材料的面内热导率达到了(90.51 ± 6.71) W·m-1·K-1,几乎是目前基于双填料体系的BNNS 基复合材料中的 最高值。此外,该复合薄膜在作为大功率LED 散热膜使用时,其实际冷却效能比锡箔更为优异,表现出良好的实用价值。