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 Thermally conductive silicone rubber composites with vertically oriented carbon fibers: A new perspective on the heat conduction mechanism 垂直取向碳纤维导热硅橡胶复合材料：导热机理的新视角
相关领域
复合材料
材料科学
硅橡胶
热导率
复合数
热传导
导电体
炭黑
天然橡胶
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具有垂直取向碳纤维的导热硅橡胶复合材料：热传导机制的新视角 现代电子设备的功率密度和消耗不断增加，需要高性能的热界面材料 (TIM)。在这项工作中，在真空环境中均匀磁场下，通过浇注成型和填料取向成功地制备了具有垂直取向磁性碳纤维（o-MCF/SR）的硅橡胶复合材料。o-MCF/SR 复合材料的平面热导率随着 MCF 负载的增加呈现出不寻常的幂律增长。在 9 vol% MCF 负载下，o-MCF/SR 复合材料表现出 4.72 W/(m·K) 的最大平面热导率和 2045.5 % TCE，比具有随机分散 MCF ( λ = 1.17 W/(m·K)，TCE = 431.8 %)。为揭示o-MCF/SR复合材料潜在的平面热传导机制，采用有限元模拟结合经典有效介质理论模型和机器学习方法。对均质单元纤维填充复合材料（HUFC）进行了建模，并首次引入了影响平面热导率的新参数，即形状因子（b / a ）。从理论上讲，该形状因子取决于填料含量，并间接反映了 HUFC 中基体和一维填料的组装适合并联串联混合模型。此外，降低b / a实际发现随着MCF负载的增加，主导的串联型组装逐渐转变为o-MCF / SR复合材料的并联型组装。这项工作不仅开发了一种制造理想的 TIM 的方法，该方法对先进的热管理具有很大的前景，而且还引入了一个新参数来揭示聚合物复合材料的导热能力的潜在机制。 |
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