Soft and Damping Thermal Interface Materials with Honeycomb‐Board‐Mimetic Filler Network for Electronic Heat Dissipation

材料科学 复合材料 消散 热导率 纳米片 传热 纳米技术 机械 热力学 物理
作者
Wenjie Liu,Yijie Liu,Shujing Zhong,Jie Chen,Zhe Li,Chongyin Zhang,Pingkai Jiang,Xingyi Huang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (35): e2400115-e2400115 被引量:13
标识
DOI:10.1002/smll.202400115
摘要

High-power-density electronic devices under vibrations call for soft and damping thermal interface materials (TIMs) for efficient heat dissipation. However, integrating low hardness, high damping, and superior heat transfer capability into one TIM is highly challenging. Herein, soft, damping, and thermally conductive TIMs are designed and prepared by constructing a honeycomb-board-mimetic boron nitride nanosheet (BNNS) network in a dynamic polyimine via one-step horizontal centrifugal casting. The unique filler network makes the TIMs perform a high through-plane thermal conductivity (> 7.69 W m-1 K-1) and a uniform heat transfer process. Meanwhile, the hierarchical dynamic bonding of the polyimine endows the TIMs with low compressive strength (2.16 MPa at 20% strain) and excellent damping performance (tan δ > ≈0.3 at 10-2-102 Hz). The resulting TIMs also exhibit electrical insulation and remarkable recycling ability. Compared with the commercial ones, the TIMs provide better heat dissipation (4.1 °C) for a high-power 5G base station and less temperature fluctuation (1.8 °C) for an automotive insulated gate bipolar transistor (IGBT) under vibrations. This rational design offers a viable approach to prepare soft and damping TIMs for effective heat dissipation of high-power-density electronic devices under vibrations.
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