從柔性高導熱到導熱/結(jié)構(gòu)一體化復合材料的發(fā)展

主講人 : 白樹林 教授

隨著5G、電動車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)展的主要瓶頸問題之一，傳統(tǒng)導熱材料的熱導率已經(jīng)達到瓶頸，需要發(fā)展更高熱導率和更好綜合性能的導熱材料。此外，航空器飛行過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，從而促進對于導熱/結(jié)構(gòu)一體化材料的開發(fā)。

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

主講人簡介：

白樹林，教授，北京大學材料科學與工程學院新結(jié)構(gòu)材料研究所常務副所長。1983年和1986年分別獲得大連理工大學材料系和工程力學系學士和碩士學位、1993年獲得法國巴黎高等工藝制造中央學院材料與力學專業(yè)博士學位，2004年獲得教育部跨世紀人才計劃支持?，F(xiàn)任學術(shù)兼職有中國復合材料學會導熱材料專業(yè)委員會/船舶與海洋工程復合材料專業(yè)委員會副主任委員，Nano Materials Science編委，軍委裝發(fā)部軍用材料專業(yè)組專家。

長期從事粒子填充、纖維增強樹脂基復合材料的制備、性能與應用研究。長纖維增強熱塑性復合材料的制備技術(shù)成功實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，研發(fā)了耐高溫碳纖維/聚醚醚酮預浸料生產(chǎn)線。當前的研究工作集中在樹脂基熱管理材料的研究應用，研制了石墨烯、氮化硼、高導熱碳纖維等填充的硅橡膠、熱塑性/熱固性樹脂基導熱材料。在國際上首次提出了石墨膜面外垂直取向超高熱導率復合材料的制備技術(shù)，獲得了國際領(lǐng)先的高達613 Wm-1K-1的面外熱導率。揭示了FDM 3D打印擠出過程中石墨烯和氮化硼片的翻轉(zhuǎn)取向技術(shù)，實現(xiàn)了填料沿面外的高取向度，從而獲得了面外熱導率達到12 Wm-1K-1的聚氨酯基導熱材料。采用高強碳纖維和高熱導率碳纖維實現(xiàn)了面內(nèi)熱導率超過100 Wm-1K-1、拉伸強度達到1400MPa的導熱/結(jié)構(gòu)一體化復合材料。承擔國家、省部、國防、企業(yè)科研項目40余項，發(fā)表學術(shù)期刊論文150余篇，獲批專利10余項。