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SFPC课题组第103篇论文发表在Composites Science and Technology上
来源:顾军渭教授个人网站 发布日期:2020-03-23

Yongqiang Guo, Kunpeng Ruan, Xuetao Shi, Xutong Yang and Junwei Gu*. Factors affecting thermal conductivities of the polymers and polymer composites: A review. Composites Science and Technology, 2020, 193: 108134. 2018IF=6.309.(1区材料科学Top期刊).

https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2020.108134 

Abstract:It is of considerable scientific and technological importance to enhance the thermal conductivity coefficient (λ) values of the polymers and polymer composites. Limited understanding of heat transfer in polymers and polymer composites imposes restrictions on the designing and fabricating better thermally conductive polymers and polymer composites. This review attempts to help understand the thermal conduction mechanisms by analyzing the effects of different components in polymers and polymer composites on heat transfer. Factors of micro- and macro- characteristics, such as chain structures, interfaces, functionalization and processing techniques, etc., are all illustrated to elucidate their impacts on the thermal conductivities. In general, chain structures of polymers, intrinsic λ values of thermally conductive fillers and interfacial thermal resistances are the main and internal factors to determine the λ values of polymers and polymer composites. Meantime, processing and environmental factors are only auxiliary factors to improve the thermal conductivities. We expect this review will give some guidance to the future studies in thermally conductive polymers and polymer composites.

高导热聚合物及其复合材料的研究和开发已成为功能复合材料的研究热点之一。深入认识和理解聚合物及其复合材料导热性能的各项影响因素对于设计和制备导热/承载一体化聚合物及其复合材料具有重要理论指导意义。本文综述了近些年国内外学者在导热材料领域的最新研究成果,重点阐述了导热聚合物及其复合材料导热性能的各种内在影响因素。微纳尺度上涉及聚合物链结构及聚集态结构、填料/基体界面性能等;宏观尺度上涉及填料形状&尺寸、加工方法等。希望通过本文的归纳总结能为导热/承载一体化聚合物及其复合材料的设计研发提供一种新方法、理论依据和技术支撑,并指导该类材料在有机太阳能电池、储能材料、特高压输电设备、大功率LEDs和5G通讯服务等高导热系统中的生产和应用。

这是SFPC课题组发表的第三篇导热高分子复合材料的综述,前两篇导热高分子复合材料的综述论文信息及简介如下:

01.   Nitin Mehra, Liwen Mu, Tuo Ji, Xutong Yang, Jie Kong, Junwei Gu* and Jiahua Zhu*. Thermal transport in polymeric materials and across composite interfaces. Applied Materials Today, 2018, 12: 92-130. 2018IF=8.013. 学术Google引用74次.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352940718301264

本综述涵盖了聚合物及其导热复合材料导热的基本原理,阐述了能量传递路径和传热机制,分析探讨了导热填料、聚合物基体以及界面改性对聚合物基复合材料导热性能的影响因素,并展望了聚合物及其导热复合材料的未来发展方向和应用前景。全文从理论上详细论述了分子、聚合物和复合材料(界面)的热传递现象,结合具体事例系统总结了近年来提高聚合物材料导热性能的传统方法,并介绍了近年来基于聚合物/聚合物、聚合物/有机小分子、分子间作用力以及微结构调控提升聚合物材料导热性能方面的研究进展及成果。希冀有助于帮助解释聚合物及其导热复合材料宏观物理现象与微观导热机理的对应关系,并指导该类聚合物及其导热复合材料在特高压电气设备和半导体元器件等高导热系统中的生产和应用。

02.   Xutong Yang#, Chaobo Liang#, Tengbo Ma, Yongqiang Guo, Jie Kong, Junwei Gu*, Minjiao Chen and Jiahua Zhu*. A review on thermally conductive polymeric composites: classification, measurement, model and equations, mechanism and fabrication methods.Advanced Composites and Hybrid Materials, 2018, 1(2): 207-230.(Front Cover)学术Google引用89次.

https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-018-0031-8

本论文综述了近年来聚合物基导热复合材料的分类、测试方法&设备、导热模型&方程和导热机理,导热填料的种类、特性和掺杂方式,以及聚合物基导热复合材料的制备方法等发展现状和研究进展,指出了聚合物基导热复合材料领域目前亟需解决的关键科学和技术问题,并展望了聚合物基导热复合材料的未来发展方向和前景,拟为低填充、耐高温、高导热聚合物基复合材料的设计和开发提供一种新方法和理论依据,帮助解释复合材料宏观物理现象与微观导热机理的对应关系,理解聚合物基导热复合材料的导热机理、导热网络的演变以及导热网络与聚合物基体的相互作用,并指导该类复合材料在特高压电气设备和半导体元器件等高导热系统中的生产和应用。

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