5G時代巨大數據流量對于通訊終端的芯片、天線等部件提出了更高的要求，器件功耗大幅提升的同時，引起了這些部位電子零部件發熱量的急劇增加，同時電磁雜波污染問題日趨嚴重，無論是使用單一的散熱材料還是吸波材料都無法滿足市場的要求，因此要解決電子設備面臨的散熱和電磁干擾問題，開發具有導熱和吸波的多功能材料是當下緊迫的需求。當前5G射頻芯片、毫米波天線、無線充電、無線傳輸、IGBT、印刷線路板、AI、物聯網等領域對導熱、吸波屏蔽材料的需求推動著該領域飛速發展。

使用熱界面材料是電子器件進行熱管理的常用解決方案，導熱吸波材料則是在此基礎上的一種升級，在導熱填料中混入吸波劑與橡膠基體材料復合，既是吸收電磁波，能消除電磁干擾，也是能傳導熱量的導熱材料。吸波材料通常在基體中添加鐵氧體、羰基鐵、羥基鐵、羥基鎳、羥基鈷、導電聚苯胺、鈦酸鋇、石墨、碳纖維等，但填料與基體的導熱系數普遍偏低；導熱材料目前多采用氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氮化硅、氮化硼等絕緣填料，這些填料均不具備吸波功能。

同時，由于橡膠等基體材料中功能填料的加入總量存在上限，某種（導熱、吸波）填料添加量的提升必然造成另一種功能填料添加量的降低，使得導熱吸波材料的導熱性能與吸波性能存在此消彼長的矛盾，難以實現材料導熱性能和吸波性能的同步提升。目前導熱吸波材料的研發只能通過綜合協調兩種填料的添加比例來平衡材料的導熱、吸波兩種性能指標，無法滿足敏感電子器件對材料兼具電磁波吸收功能和高效熱傳導能力的要求。另外，在電子設備內部，導熱吸波材料不僅要考慮自身的散熱與電磁波吸收性能，更要注意自身的柔性、導電性、力學性等以防在使用過程中導致材料自身失效或者造成電子設備的損壞。

導熱吸波墊片

因此，針對傳統雙功能填料導熱吸波復合材料需要導熱劑與吸收劑的同時高填充，會導致復合材料力學性能大幅下降等問題，開發出一體化的兼具導熱、吸波雙功能的材料應用于導熱吸波復合材料的制備成為備受關注的方向。其中，碳基材料具有高熱導率和良好的吸波性能，因此在導熱吸波領域中表現出了極大的應用潛力。碳導熱材料包括碳納米管、石墨烯和碳纖維等，是已知材料中熱導率最高的類型。碳材料主要通過介電損耗來衰減電磁波，由于具有高比表面積、高介電常數和優異的導熱性和導電性，被廣泛用于高頻電磁波吸收材料的制備。

然而，純碳材料過高的電導率反而會使其阻抗失配，不利于電磁波的吸收，同時需要經過特殊處理，尤其是碳纖維在特定取向才能有高導熱的發揮，如何通過表面修飾改性以及結構調控來達到碳基材料在導熱、吸波兩種功能性上的協調應用，就需要在材料結構設計及制備技術上大做文章了。

在2024年3月3日-5日在蘇州舉辦的“2024年全國導熱粉體材料創新發展論壇（第4屆）”，將由來自湖南大學的韓飛副教授帶來報告“熱界面材料用碳基填料的開發”。本報告重點介紹球形石墨和高導熱碳纖維在熱界面材料中的技術研發和應用性能，并對相關技術發展進行了展望。報告內容主要分為以下五個部分：（1）碳基材料背景介紹；（2）石墨和碳纖維的表面修飾改性；（3）碳材料表面絕緣涂層設計；（4）碳纖維取向結構設計；（5）導熱吸波一體化碳基復合材料。

報告人簡介

韓飛，湖南大學副教授，博士生導師，湖湘青年英才，新加坡國立大學博士后，斯坦福大學研究助理，從事導熱、吸波、屏蔽粉體材料的研究工作，在Angew. Chem.、Adv. Funct. Mater.、Energy Storage Mater. 等國內外權威刊物上發表學術論文50余篇，授權發明專利10余項，主持了國家自然科學基金、湖南省人才創新計劃項目、湖南省重點研發計劃、長沙市科技計劃項目等多項重要科研項目，獲得中國復合材料學會科技進步二等獎（2021年）。

蘇州導熱材料論壇會務組

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