随着电子器件向高性能、小型化发展，芯片功率密度提升带来的热管理问题成为制约器件稳定性的关键瓶颈。通常，碳基高导热材料在面内热导率超过1500W/m·K时，面外热导率普遍低于8W/m·K，难以满足高功率器件三维热传导需求。
针对上述问题，中国科学院上海微系统与信息技术研究所联合宁波大学，提出以芳纶膜为前驱体，通过高温石墨化工艺制备低缺陷、大晶粒、高取向的双向高导热石墨膜，并在膜厚度达40微米的情况下，实现面内热导率Kin达1754W/m·K，面外热导率Kout突破14.2W/m·K。
传统石墨膜制备以氧化石墨烯或聚酰亚胺为原料，通常面临气体逸散导致的结构缺陷难题。该研究提出选用芳纶膜作为前驱体，并利用其低氧含量与氮掺杂特性，在3000 ℃高温处理时实现缺陷自修复、晶粒定向生长及气体逸散优化。同时，芳纶中氮原子促进晶格缺陷修复，退火后双向高导热石墨膜缺陷指标ID/IG低至0.008，且芳纶分子中有序苯环为石墨晶格提供生长模板，使面内晶粒尺寸达2179nm、面外有序堆叠尺寸达53nm。研究表明，双向高导热石墨膜通过结构调控展现出优异的双向导热性能，即面内热导率达1754W/m·K，较同条件下氧化石墨烯衍生膜提升了17%；面外热导率突破碳基薄膜面外热导率瓶颈，达14.2W/m·K，提升了118%；乱层堆垛比例为1.6%，接近理想石墨AB堆叠结构。
与传统导热膜相比，双向高导热石墨膜在面内、面外热导率及缺陷控制上均表现出显著优势。在智能手机散热模拟中，搭载双向高导热石墨膜的芯片表面最高温度从52℃降至45℃。同时，在2000W/cm²热流密度的高功率芯片散热中，AGFs使芯片表面温差从50℃降至9℃，实现快速温度均匀化。
这一研究揭示了芳纶前驱体在石墨膜制备中的独特优势，证明了氮掺杂与低氧含量前驱体可提升石墨膜结晶质量和双向导热特性，有望为5G芯片、功率半导体等高功率器件热管理提供关键材料和技术支撑。
近期，相关研究成果以Bidirectionally High‐Thermally Conductive Graphite Films Derived from Aramid for Thermal Management in Electronics为题，发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。 研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。
论文链接
双向高导热石墨膜的导热性能及其在电子热管理中的应用
双向高导热石墨膜制备机制示意图
华南农业大学兽医学院药理团队曾振灵教授和陈建新研究员在国家自然科学基金创新群体项目、国家自然科学基金非洲猪 交变磁性是近年来提出的第三类基本磁相。交变磁性既有反铁磁体的零净磁场，又具有铁磁体的自旋劈裂现象。通常，两者被认为是不相容的。交变磁性兼具铁磁性和反铁磁性的优势，为制造自旋电子器件带来了新突破口，在磁存 本报北京11月5日讯（记者 林焕新）受国务院委托，今天，教育部党组书记、部长怀进鹏向全国人大常委会报告建设中国特色、世界一流的大学和优势学科（以下简称“双一流”建设）工作情况。报告指出，教育部、财政部、国家发展改革 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯（记者 林焕新）如何保障特殊儿童接受学前教育，事关教育公平。在今天教育部召开的新闻发布会上，江苏省教育厅副厅长顾月华介绍了学前教育法对此的有关规定 ◎摘 要 军工文化是国防科技工业系统在长期的建设与发展过程中形成的宝贵精神财富。作为中国特色社会主义文化的有机组成部分，军工文化既是军工特色高校上好“大思政课”的“活教材”，也是“ 走进湖南省怀化市溆浦县低庄镇金子湖村菌草种植基地，一排排木耳菌棒在自动喷淋系统浇灌下生机勃勃，它们早已被提前订购。近年来，金子湖村在湖南铁道职业技术学院驻村工作队的帮扶下，经济发展突飞 。本文链接：双向高导热石墨膜研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-1335-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 质子交换膜水电解制氢超低Pt/低Ir催化研究获进展
下一篇： 研究解析老年性耳聋发生机制