六方氮化硼 | 作为导热填料的应用

作者:氮硼科技 2024-01-16

自20世纪末以来,热管理和高效散热已成为许多高功率和热交换系统中的主要问题。服务器和便携式计算机芯片的设计、制造和封装技术的进步鼓励芯片制造商得以增加更小尺寸的晶体管的数量。不幸的是,这种集成导致热量产生迅速增加,对芯片的性能和使用寿命产生负面影响。

   
尤其是近年来,随着第五代(5G)无线通信系统的快速发展,设备的芯片处理器速度、天线数量、电磁信号强度、屏幕占比等均较以往大幅提升。第四代(4G)设备。随着集成度的提高,发热量也随之增加,层间热阻使得传热更具挑战性,散热问题已成为制约芯片发展的重大障碍。


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由于聚合物基材料成本低、重量轻、易于加工和电绝缘特性,聚合物基材料在封装和保护 5G 和电子电磁设备方面越来越受欢迎。然而,它们的低固有热导率为其在热管理中的实际应用带来了障碍。因此,具有优异导热性的二材料受到了极大的关注。

其中,石墨烯是最具代表性的二维材料,由排列成六方晶格的碳原子组成。先前的研究表明,石墨烯表现出非常高的导热率,远远超过铜的导热率(400 W/(m·K))。尽管如此,由于其优异的导电性,石墨烯不适合需要良好电绝缘性和低介电性能的应用。

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六方氮化硼是一种典型的二维层状材料,具有与石墨烯相似的结构。在其二维六角形蜂窝结构中,硼和氮原子交替取代石墨烯的碳原子。这导致与石墨烯相似的晶格常数,晶格失配小于 1.7% ,并具有优异的机械强度、化学稳定性、润滑性且无原电池反应。六方氮化硼长期以来一直被用来对抗磨损和摩擦,并提供耐腐蚀和防火性能。然而,它们最显著的特点是其优异的导热率。

   
此外,由于硼和氮原子之间的电负性差异导致共轭π键中电子的非离域运动,六方氮化硼表现出与石墨烯不同的特性。这种独特的特性使得六方氮化硼具有优异的电绝缘能力,使其成为优异的热传输/耗散材料,其中电绝缘和低介电常数性能是所期望的。因此,六方氮化硼作为聚合物基材料的导热填料具有巨大的潜力。

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河南氮硼新材料科技有限公司专注于六方氮化硼的研发和生产,采用连续煅烧设备合成六方氮化硼,氮化硼性能稳定,批量供货能力强,针对不同需求已形成四种品质产品。产品在市场上反馈良好,可广泛应用于传热导热行业。

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