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三维传热通道复合材料及其制备技术
发布时间: 2022-08-12
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
随着卫星技术的不断发展，星载单机和电子器件功率的大幅提升，对卫星扩热板的散热性能提出了越来越高的要求。高导热性复合材料的研究得到快速发展，其中碳纤维复合材料以其质轻高强、耐腐蚀、低热膨胀系数、导热性可设计性强等优点，逐渐成为制备扩热板的重要材料。但是因为现阶段常用的碳纤维复合材料大都是二维层面结构，在研究不同形态和结构的复合材料时，并不会考虑到其不同位置热导率的差异性，对于传热性能均以面内热导率来表示，而这种表示方法存在着准确性和均一性方面的缺陷。在当前制备立体三维结构的碳纤维复合材料时，一般需要采用树脂基体作为粘结层以保证各组合层的结合性能，但树脂基体普遍存在低导热特性，这样形成的三维复合材料层板的面内和厚度热导率都不能得到提高，难以满足航空领域不断提升的散热需求。因此，如何制备一种面内和厚度热导率较高、具有三维传热通路的复合材料层板，成为解决三维复合材料传热性能的关键。本项目研发了一种面内和厚度热导率较高的三维传热通道复合材料及其制备技术。
成果亮点
三维传热通道复合材料，包括平面层和垂直植入平面层的导热增强体。平面层包含层叠设置的预浸料层和导热膜层，导热增强体为纤维pin针或金属针。本技术通过在复合材料层间设置导热膜层，构建面内导热通道，通过在复合材料的厚度垂直方向植入导热增强体纤维pin针或金属针，建立厚度方向导热通道，利用导热增强体的通道传热性能，同时提高了复合材料在平面层和垂直方向的传热性能,而且复合材料的层间剪切强度因为导热增强体的植入也得到显著提升。实验结果表明，该成果的三维传热通道复合材料的面内热导率可达到100～200W/mk，厚度方向热导率可达到2～10W/mk，层间剪切强度可达到40～80MPa。
团队介绍
北航工研院相关研发团队，本项目已申请国家发明专利。
成果资料
产业化落地方案
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