相变材料的简介-中碳科技

相变材料利用其固－液相变特性，并通过高导热填充物的改性，来提高相变热界面材料的热传导特性，实现热管理功能。相变热界面材料融合了导热垫片和导热膏的双重优点，在达到相变温度之前，具有和导热垫片类似的优点，具有良好的弹性和塑性，装配操作相对容易且不存在溢出（pump out）等问题。但当电子器件工作温度升高到熔点以上时，就会发生相变成为液态，从而有效地润湿热界面，具有和导热膏一样的填充能力，能够最大程度地填充界面空隙，因而可以使两材料界面之间的热阻大幅度下降。此外，相变热界面材料还具有能量缓冲的效果，通过相变过程的热量吸收或释放，额外增加热耗散的路径，有利于余热的传播和扩散，防止温度急剧上升，使器件的工作温度得到缓解，从而延长使用寿命。
相变热界面材料是覆盖在载体材料或基板上的相变化合物，将相变热界面材料置于热源和热沉或电路卡组件之间，并施加压力，从外部加热或自加热到材料的熔点，使其软化并填充入热源与热沉之间的所有孔隙（图１）

图２为使用相变热界面材料期间温度随时间的变化曲线。器件开始工作时，相变热界面材料的起始热阻较高，在很短时间内，器件温度升高，达到相变材料的相变温度后，材料开始熔化，由固态变为可流动状态，从而浸润部件与热沉（或电路卡组件）之间的界面，尽可能地填充所有孔隙，以减少接触热阻。浸润之后，发热器件恢复到正常工作温度。

总之：理想的相变热界面材料要求应具有高的热导率、优良的表面接触性能（即高浸润性能）、结构稳定性和较长的使用寿命等特性。目前对具有极高导热性能的新型碳材料（碳纳米管、石墨烯等）作导热填料的研究正不断完善，其中石墨烯具有极高的横向热导率，是一种未来具有广泛前景的导热填料，将其和相变体系相结合，将进一步的提升产品的热导率、力学性能以及热稳定性。

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