热量传递和人们的生活紧密联系在一起。一方面热量的聚集导致局部温度升高,降低电子器件的稳定性和使用寿命;另一方面热量的流失会降低能源的利用效率,造成资源的浪费。针对以上问题,我们以开发高效热管理材料为目标,研发高性能电子封装散热材料和新型高效节能保温材料。项目以热传导的基础研究为指导,通过多尺度模拟仿真预测,材料微纳结构设计,制备参数优化等手段,开发导热性能可控、综合性能优异的热管理功能材料,为电子行业中大功率器件的高效散热需求以及特定行业中保温绝热需求提供有力支撑。


高效散热材料

       近年来,随着电子器件的微型化和高功率化的趋势。器件的局部热点温度迅速上升,从而对器件散热提出了更高的需求。因此,开发高散热性能的电子封装材料成为下一代电子器件重要支撑。实现高导热性能的复合材料重要途径是基体与高导热组份的复合, 我们基于界面微区特性对载荷传递与能量交换影响机制、空间拓扑结构对宏观力学与热物理性能影响机制、面向多相复合材料的导热理论与性能预测模型完善等,从理论上开展导热复合体系的理论模拟和设计。在实验上,实现了定向分布的微观导热路径构筑、仿生取向的微观导热路径构筑以及仿生取向的导热薄膜构筑。研发新型热管理材料和优化封装工艺的优化设计,从整体考虑散热问题的解决方案和新型材料的设计应用。


高效节能隔热材料

       隔热材料是影响建筑和冷链工业节能的一个重要因素,该类材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视。课题以热传导三要素(热传导、热对流和热辐射)的最优化为核心,设计能保温材料。通过紧密堆积与取向微结构设计,优化纳米孔洞尺度及分布,实现热量传导途径的有效隔绝,同时优化复合材料的微观多孔结构分布,延长热传递微观途径,降低固体热导。针对无机粉体绝热材料组分间的分散及成型工艺开展研究,获取无机粉体材料中纳米/微米不同组分实现均匀分散的条件及规律;通过对涉及到微纳尺度传热学问题从机理研究、试验研究和数值模拟等三个方面进行探索,研究微纳尺度纳米粒子间分散与传热的关系;同时兼顾块体真空绝热材料实际应用时性能的要求,优化轻质阻燃绝热粉体保温材料的成型工艺,为该类保温材料在建筑、冷链等保温领域的大规模应用提供支持。