热界面材料发展现状与对策

      导热聚合物基复合材料具有低密度、优良的介电性能、原材料价格低廉及容易加工等优点，但聚合物基导热复合材料的热导率偏低。将无机纳米材料如氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硼以及碳纳米管等作为填料，可以有效改善聚合物材料的热导率，但无机填料会使聚合物材料变脆、变硬。目前针对这个问题还没有很好的解决方案，国际国内基本站在同一起跑线。金属基复合材料综合了金属基体优良的导热性、可加工性和增强体高导热、低热膨胀的性能优点。铝基、铜基和银基的金刚石、石墨烯等复合材料是目前应用最为广泛的，但是这些金属基体与金刚石或石墨烯之间润湿性较差，界面效应成为制约其性能提升的瓶颈。
理想的热界面材料应具有的特性是：高热导性、高柔韧性、表面润湿性、适当的黏性、高压力敏感性、冷热循环稳定性好、可重复使用等。因此，需要进一步解决的问题：
      一是在聚合物基复合材料的设计方面，需要更先进的增强体设计，在保证力学性能的前提下，提高热传导性能；
      二是在材料的制备与加工方面，需要改善填料、增强体与基体的界面结合，获得理想的复合材料构型；
      三是在基础理论研究方面，需要进一步深入理解多尺度上的声子热传导、载流子传导机制、声子-电子耦合机制、界面处复杂的电子与声子传输机制等，为热界面材料的设计提供理论依据。