利来w66在片层纳米导热材料方面取得进展 - 中国科学院宁波材料技术与工程研究所

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利来w66在片层纳米导热材料方面取得进展

作者：，日期：2020-03-27

　　层状晶体是一种纳米材料，它是由成堆的原子薄层通过分子间作用力结合在一起形成的。作为石墨烯的一种新兴替代品，科研人员已就六方氮化硼（hBN）在电催化剂、储氢、吸附剂、场发射剂等多个领域的应用开展了研究，中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与粘合技术团队致力于片层纳米材料导热的研究并取得了进展。

　　六方氮化硼由于其良好的导热性和良好的热稳定性，在散热应用中显示出越来越大的潜力。然而，氮化硼纳米片（BNNSs）的大批量、高质量制备仍然是面临巨大的挑战。为此，科研团队开发了一种通用的剥落策略来合成少量的无缺陷的BNNSS，其中包括六氟硅酸盐/氢氧化钠在BN晶体中的插层，然后通过温和的搅拌过程剥离，这种方法已经被证明可以剥离石墨烯（G）、MoS₂和WS₂等其他层状材料。结果表明，BNNS-G复合纸的导热系数沿面内方向高达63.5w/mK，沿通面方向高达7.4w/mK。从热界面材料的性能指标来看，BNNS-G复合纸在集成电路封装中的传热应用前景广阔，如图1所示。此外，科研团队采用绿色干冰辅助球磨技术制备了石墨烯和氮化硼（G/BN）的边缘功能二维复合纳米片，首次研究了G/BN水纳米流体的热性能，研究发现，在5vol%的负载下，G/BN水纳米流体的热导率高达1.62W/mK。根据模拟热耗散过程验证系统的表面温度变化，G/BN纳米流体具有比纯水更高的传热能力，如图2所示。另外通过激光剥离技术合成原子厚度为1-5的功能化石墨烯纳米板（FGNs），当含量为20vol%时，FGNs的水溶液流体的热导率为2.52WmK^-1，如图3所示。

　　相关研究工作发表于ACS Applied Materials & Interfaces 2019，11：37247-37255， ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2019，7：14266-14272，Materials Research Express 2019，6：5041-5021，上述工作得到了浙江省重点研发计划的资助。

　　图1 （a） BNNS和G的声子功率谱；（b）和（c）天然珍珠层照片；（d）天然珍珠层的横截面显微照片；（e）BNNS-G纸的横截面显微照片；（f）面板（e）中白色矩形区域的放大图。不同G含量BNNS-G纸的k⊥（h）和k |（i）；（j）测试系统配置以确定传热能力；（k）BNNS和BNNS-G表面温度随加热时间的变化；（l）BNNS和BNNS-G的红外图像随加热时间的变化；（m）BNNS-G纸的体积电阻率

　　图2 G/BN-水纳米流体的（a）热导率和（b）热导率增强；（c）热导率增强随G/BN-水纳米流体温度的变化而变化；（d）不同填料纳米流体导热系数的比较

　　图3 （A）GNS水纳米流体的热导率变化；（B）FGNS水纳米流体的热导率增强；（C）和（D）各种FGNS水纳米流体的温度依赖性热导率增强

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