導熱填料形貌對TIM導熱系數影響解析

導熱填料以其多樣化的形貌，如球形、準球形、類球形、不規則形、片狀及纖維狀等，顯著影響著TIM的導熱性能。其中，具有超高長徑比的一維材料，如碳納米管與碳纖維，以及二維材料如石墨烯、六方氮化硼和片狀氧化鋁，通過構建更廣闊且連續的聲子傳遞路徑，極大地促進了復合材料導熱率的提升。然而，這些高性能材料的應用并非毫無挑戰：一維材料需經過定向處理以確保最佳導熱效果；而二維材料在與基體混合時，雖能增大顆粒間接觸面積，卻也相應增加了體系粘度，給加工過程帶來了難度。

相比之下，球形、準球形、類球形及不規則形導熱填料在提升復合材料導熱率的同時，對體系粘度的增加較為有限。尤為值得注意的是，填料的形貌越規則，其引起的增稠效應越小，從而允許更大的填充量，進一步推動了復合材料導熱性能的飛躍。

近年來，隨著熱傳導技術研究的不斷深入，不同形狀填料的雜交使用、填料取向控制以及三維熱傳導網絡的構建，已成為該領域的熱點與前沿。例如，采用電場、磁場和擠出等方式對碳纖維進行取向；通過填料負載、孔徑、排列、雜交、二次網絡、填料/基體或填料/填料界面等對三維網絡進行優化。

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