超越傳統：新型氮化硼BN基導熱材料TIMs實現低壓縮模量與高導熱性的完美結合

導熱界面材料（TIMs）通過有效填補熱源與散熱器之間的微觀空隙，顯著提升了熱傳導效率。盡管當前基于石墨烯、碳纖維及金屬等導電性填料的TIMs在導熱領域取得了重要突破，但其絕緣性能的不足限制了更廣泛的應用場景。傳統以Al?O?為導熱填料的絕緣TIMs，在應對更高熱管理需求時顯得力不從心。在此背景下，六方氮化硼（BN）因其卓越的導熱性能與優異的絕緣特性，成為了開發高效導熱界面材料TIMs的熱門選擇，被視為理想的導熱填料/導熱粉體/導熱劑材料。

然而，以往報道的六方氮化硼BN基復合材料常面臨面外導熱系數不高或壓縮模量偏大的問題，同時，其大規模生產亦面臨技術挑戰。為解決這些瓶頸，中國科學院寧波材料技術與工程研究所的江南研究員帶領功能碳素材料團隊，創新性地采用低分子量聚二甲基硅氧烷（PDMS）與大尺寸六方氮化硼（BN）導熱填料作為原材料。團隊利用先進的輥壓固化一體化技術，連續制備出了大尺寸、高粘附性的BN/PDMS復合薄膜。隨后，通過精細的疊加、冷壓及垂直切割工藝，成功開發出性能卓越的BN基TIMs，其面外導熱系數高達12.11 W m?1K?1，同時展現出低壓縮模量（55 kPa）及優異的總有效熱阻（0.16 ℃ in2W?1, 50 Psi）。

性能測試結果顯示，該TIMs相較于市售同類產品，在散熱能力上展現出明顯優勢。具體而言，在40 W cm?2的加熱功率密度下，搭載該TIMs的陶瓷加熱元件穩態溫度較商用TIMs降低了7℃。這一研究成果不僅為開發高性能絕緣TIMs積累了寶貴經驗，也為電子設備的熱管理領域提供了強有力的技術支持，進一步推動了相關技術的產業化進程。該研究成果以“Highly Oriented BN-based TIMs with High Through-plane Thermal Conductivity and Low Compression Modulus”為題，發表在《Materials Horizons》。楊榮杰為論文第一作者，薛晨、虞錦洪共同擔任通訊作者。