核壳填料的环氧复合材料

导热不导电

用金属核/氧化物壳填料实现高导热与高电阻兼得，突破了传统材料必须牺牲其一才能提升另一性能的长期矛盾

Liao, Peichi · Guo, Haichang · Niu, Hongyu · 李瑞杰 · Yin, Ge · 康磊 · Lv, Ruicong · Tian, Huifeng · Liu, Shizhuo · Yao, Zhixin · Li, Zhenjiang · Wang, Yihan · Lina Yang, Zhang · Sasaki U. · 郭俊杰 · 许智 · 王立芬 · 邹如强 · Bai, Shu Lin · 刘磊

ACS Nano 2024

具体参数

热导率

{'zh': '3.8', 'en': '3.8'} W m⁻¹ K⁻¹

电阻率

{'zh': '1e12', 'en': '1e12'} Ω cm

技术优势

导热不导电

金属核提供高效导热通道，绝缘氧化物壳阻断电子传输，实现热导率与电阻率解耦。

各向同性导热

通过尺寸复配，球形填料在环氧基体中随机分散，实现约3.8 W m⁻¹ K⁻¹的各向同性热导率，避免传统纤维或片状填料的取向依赖性。

优于商用材料散热

在电路板和电池热管理演示中，该复合材料表现出比现有商用导热封装材料更好的散热性能。

方法普适可放大

基于Pechini法的制备结合超快焦耳热处理，可兼容不同尺寸、尤其是大尺寸核壳填料的制备，突破了此前方法的尺寸限制。

应用场景

• 芯片封装散热：替代传统导热垫片和灌封胶，同时提供电绝缘和高导热，避免短路风险。
• 电池热管理：作为电池模组导热灌封材料，快速传导热量，防止局部过热导致热失控。
• 高功率电子器件：用于高功率器件封装，及时散走热量，保证器件在安全温度下工作。
• 柔性电路板：可涂覆于柔性电路板，既导热又绝缘，匹配柔性封装对弯折和散热的需求。