導(dǎo)熱填料形貌對TIM導(dǎo)熱系數(shù)影響解析

導(dǎo)熱填料以其多樣化的形貌，如球形、準(zhǔn)球形、類球形、不規(guī)則形、片狀及纖維狀等，顯著影響著TIM的導(dǎo)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(gòu)建更廣闊且連續(xù)的聲子傳遞路徑，極大地促進(jìn)了復(fù)合材料導(dǎo)熱率的提升。然而，這些高性能材料的應(yīng)用并非毫無挑戰(zhàn)：一維材料需經(jīng)過定向處理以確保最佳導(dǎo)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(yīng)增加了體系粘度，給加工過程帶來了難度。

相比之下，球形、準(zhǔn)球形、類球形及不規(guī)則形導(dǎo)熱填料在提升復(fù)合材料導(dǎo)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(guī)則，其引起的增稠效應(yīng)越小，從而允許更大的填充量，進(jìn)一步推動了復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的飛躍。

近年來，隨著熱傳導(dǎo)技術(shù)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(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，已成為該領(lǐng)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(jìn)行取向；通過填料負(fù)載、孔徑、排列、雜交、二次網(wǎng)絡(luò)、填料/基體或填料/填料界面等對三維網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。

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