具有金属填充物的镓基液态金属(LM)复合材料是一种新兴的热界面材料(TIMs),广泛应用于电子和电力系统中以提高其性能。然而,镓与许多金属填料(如铜和银)之间的原位合金化导致了复合材料稳定性的恶化。
近日,上海交通大学邓涛教授,宋成轶,北卡罗来纳州立大学Michael D. Dickey报道了开发了一种界面工程方法,使用3-氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES)作为LM基体中铜-镓氧化物界面的有效热连接剂和扩散阻挡层,实现了复合材料热导率和稳定性的提高。
文章要点
1)将LM与CPTES改性的铜粉混合,可获得高达65.9 W m−1 K−1的导热系数(κ)。此外,κ可以通过改变硅烷分子的末端基团来调节,这表明了这种方法的灵活性。
2)这种复合材料作为TIMs的潜在用途还显示在计算机中央处理单元的散热方面。
虽然大多数LM基复合材料的研究都是通过直接混合各种填料来提高材料的性能,但这项工作为制备高性能LM基复合材料提供了一种不同的途径,并有望进一步推动其在热管理系统、柔性电子、消费电子和生物医学系统等领域的应用。
参考文献
Han Wang, et al, Liquid Metal Composites with Enhanced Thermal Conductivity and Stability Using Molecular Thermal Linker, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202103104
https://doi.org/10.1002/adma.202103104