隨著高功率電子設(shè)備和高度集成的半導(dǎo)體芯片的快速發(fā)展，電子元件的功率密度急劇上升，由此產(chǎn)生的熱管理挑戰(zhàn)對(duì)電子設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生了重大影響，甚至可能縮短其使用壽命。為了解決這些散熱問(wèn)題，高性能的導(dǎo)熱界面材料（TIMs）在熱管理中至關(guān)重要。傳統(tǒng)的TIMs通常由填充有高導(dǎo)熱性微粒的聚合物基體組成。

然而，聚合物基體的固有熱導(dǎo)率非常低，從而限制了在高熱通量應(yīng)用中的效果。因此，研發(fā)高性能TIMs已成為當(dāng)務(wù)之急。相較于傳統(tǒng)的基于聚合物的TIMs（<0.2W/mK），鎵基液態(tài)金屬（15-39W/mK）展現(xiàn)出了更為優(yōu)越的熱傳導(dǎo)性能，因而被視為下一代TIMs的理想候選材料。然而，液態(tài)金屬在實(shí)際封裝過(guò)程中存在泄漏隱患，為電子設(shè)備表面的應(yīng)用帶來(lái)了諸多難題。

近日，中國(guó)科學(xué)院寧波材料所林正得、薛晨團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江工業(yè)大學(xué)胡曉君團(tuán)隊(duì)，通過(guò)機(jī)械混合EGaInSn與表面金屬化的金剛石微粒（涂有Cr/Cu雙層）制備了液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料。具體而言，團(tuán)隊(duì)先在金剛石微粒表面涂覆一層薄薄的鉻層，隨后通過(guò)磁控濺射結(jié)合流化床技術(shù)，在其外部包覆一層銅，從而制得表面金屬化的金剛石顆粒（SMDP）。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)機(jī)械混合EGaInSn與表面金屬化的金剛石微粒（涂有Cr/Cu雙層）制備了液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料，并且還檢查了兩種不同粒徑組成的效應(yīng)。在金剛石含量為50vol%（小/大顆粒：10/40vol%）的情況下，金剛石/液態(tài)金屬TIMs的熱導(dǎo)率為117.8±1.0 W/mK。TIM性能測(cè)試表明，該復(fù)合材料的冷卻效率比商業(yè)液態(tài)金屬產(chǎn)品高約1.9倍。研究成果以“Surface-metallized diamond/liquid metal composites through diamond size engineering as high-performance thermal interface materials”為題發(fā)表在《Surfaces and Interfaces》期刊。

關(guān)于碳方程