广东复合材料散热基板超级电容器

碳纳米管具有较高的轴向热导率，因而在大功率电子器件散热材料中被寄予厚望。然而，其小尺寸特性严重制约了其实际应用，碳纳米管之间及其与复合材料基体之间的接触电阻、接触热阻均较大，从而使现有碳纳米管复合材料热导率均与人们的期望相距甚远。中科院苏州纳米所先进材料部李清文研究员课题组以自行宏量制备的碳纳米管粉体为基础，通过对其进行不同基团的功能化并与商用导热硅脂复合，详细考察了功能化对碳纳米管在硅脂中的分散及其与硅脂界面浸润性的影响，发现表面荷负电的羧基化碳纳米管能够实现在硅脂中的高浓度分散并形成导热良好的三维网络，大幅降低导热硅脂的传热阻抗。在此基础上，以设计碳纳米管的三维导热网络结构为目的，通过控制碳纳米管的长度、管径等因素，制备出了具有理想三维网络结构的柔性碳纳米管纸，其传热阻抗可低于导热硅脂和商用散热石墨片，且具备固态自支撑特性，在作为导热界面材料时能够在不污染器件表面的条件下实现高效传热。电气与机械性能：对于需要高电压绝缘的应用，陶瓷基板的耐压性能远优于有机材料的绝缘层。广东复合材料散热基板超级电容器

高发热器件加散热器、导热板当PCB中有少数器件发热量较大时(少于3个)时，可在发热器件上加散热器或导热管，当温度还不能降下来时，可采用带风扇的散热器，以增强散热效果。当发热器件量较多时(多于3个)，可采用大的散热罩(板)，它是按PCB板上发热器件的位置和高低而定制的特定散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上，与每个元件接触而散热。但由于元器件装焊时高低一致性差，散热效果并不好。通常在元器件面上加柔软的热相变导热垫来改善散热效果。广东复合材料散热基板超级电容器可靠性与成本：陶瓷基板的热膨胀系数与芯片材料非常匹配，能减少热循环带来的应力，可靠性高但成本也更高。

碳纳米管取向和排列由于长径比大，碳纳米管在纵向上具有较高的导热性，而垂直方向上的相对导热系数要低得多，表现出传热性能的各项异性。由于其具有高导热性，制备的复合材料只需要添加少量碳纳米管即表现出所需的导热性。通过构造CNT阵列，CNTs可以在基体中定向排列，以制造具有各向异性的导热复合材料。使用化学气相沉积（CVD）方法制备定向CNT阵列;CNT复合薄膜采用原位注射成型的方法制造，可以保证CNT阵列在基体内的定向排列，同时使突出的尖头保持在基体表面外。研究显示分散的CNT对聚合物的导热性没有明显影响，而定向CNT可以明显增强聚合物的导热性。利用电场或磁场等外力也可以构造定向CNT阵列。

一、散热基板的定义与作用散热基板是一种专门用于将电子元件产生的热量快速传导并散发出去的基础部件，通常安装在发热的电子芯片、功率模块等关键元件下方，与之紧密贴合，形成良好的热传导通道。其作用在于打破热量积聚的困局，防止电子元件因过热而出现性能下降、寿命缩短甚至损坏等问题，确保电子设备能够在规定的温度范围内稳定工作，进而维持其整体性能的可靠性和稳定性。例如，在电脑的处理器（CPU）运行过程中，会产生大量的热，若没有有效的散热措施，CPU温度会迅速攀升，致使运算速度降低、出现卡顿甚至自动关机等现象。而散热基板能及时将CPU产生的热量传导出去，让其始终处于适宜的工作温度区间，保障电脑流畅运行。绝缘金属基板(IMS)成本适中、机械强度高。

碳纳米管等填料在聚合物中的分散程度是影响所制备的聚合物复合材料性能的关键，聚合物的机械性能、热稳定性以及导热导电效率等性能均受到填料分散程度的严重影响。然而，由于碳纳米管的尺寸效应和高的纵横比，其在聚合物基体中的团聚在所难免。改善CNTs分散程度的方法包括表面活性剂分散、超声波处理和表面官能化等方法。大量研究表明，在CNT含量较低的情况下，分散程度对复合材料导热性的影响效果明显，更好的分散可以提高CNT及复合材料的导热性，因为分散程度高可以保证在低填料浓度下形成网络结构。在复合材料中CNT含量较高的情况下，粒子间的平均距离是影响复合材料导热性的关键因素，因为CNT含量较高时，会形成越来越多的CNT / CNT界面，其热阻远低于CNT /聚合物复合材料的热阻。如同精密制造的喷丝板是化纤行业的“心脏”，散热基板则是现代电子工业的“基石”。广东复合材料散热基板超级电容器

陶瓷基板（如AlN）导热率较高（≥170W/m·K）、绝缘性好，可大幅降低器件结温，提升系统效率。广东复合材料散热基板超级电容器

液冷散热液冷性能好于风冷，因为液体比热容远大于空气。常规液冷热流密度达24W/cm2，微通道液冷热流密度可超过790W/cm2。液冷包括浸没冷却和液冷板。浸没冷却是将设备浸入导热性强、导电性弱的冷却剂中，已用于数据中心、基站冷却。浸没冷却运行参数对冷却效果影响很大，系统循环速度更快、供液温度更低都有利于冷却。液冷板对封装要求更低，可直接接触元器件，应用场景更多。优化通道结构能强化换热。Jiang发现V型肋通道传热性能是光滑通道的2.1倍，因为侧壁边界层被破坏形成二次流，使主流直接与壁面换热。肋片虽能优化传热，但带来更大的流动阻力，为此Chen采用拓扑对矩形通道冷板(RCP)和蛇形通道冷板(SCP)优化得到TCP-RCP和TCP-SCP，如图2所示，优化模型减小流动阻力同时强化散热，TCP最高温度分别降低0.27%和1.08%，温差分别降低19.50%和41.88%。广东复合材料散热基板超级电容器