80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
中科院深圳先進(jìn)院胡友根、林志強(qiáng)《Small》：高效吸波導(dǎo)熱多功能彈性材料的設(shè)計(jì)
2022-12-01  來(lái)源：高分子科技

  隨著電子產(chǎn)品的小型化、高度集成化和高頻化，其內(nèi)部熱量積累和電磁干擾問(wèn)題日益嚴(yán)重，兼具高熱導(dǎo)率和高效電磁波吸收性能的多功能彈性材料是解決該問(wèn)題的理想選擇。與電磁屏蔽材料相比，吸波材料可有效減少電磁波的反射，避免電磁波二次污染。在吸波材料微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要材料內(nèi)部的吸波成分充分分散、隔離，以提高吸波效果、拓寬頻率范圍；而提高材料導(dǎo)熱性能，則要求材料內(nèi)部盡可能連續(xù)、低缺陷、少界面，形成連續(xù)導(dǎo)熱通路網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)熱材料與吸波材料在微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在的矛盾，極大增加了在同一材料上同時(shí)實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱與高效吸波的難度。


  為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、深圳先進(jìn)電子材料國(guó)際創(chuàng)新研究院孫蓉研究員團(tuán)隊(duì)的胡友根副副研究員、林志強(qiáng)副研究員制備了一種在厚度方向?qū)嵬坟灤⒃谒椒较螂姶鸥綦x、具有取向結(jié)構(gòu)的碳纖維彈性體復(fù)合材料，用于高效熱管理和電磁波吸收。相關(guān)工作在Small（IF: 15.15）上發(fā)表了題為：“A Through-Thickness Arrayed Carbon Fibers Elastomer with Horizontal Segregated Magnetic Network for Highly Efficient Thermal Management and Electromagnetic Wave Absorption”的研究論文。該論文提出了一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路：構(gòu)建取向結(jié)構(gòu)的連續(xù)導(dǎo)熱骨架，同時(shí)在導(dǎo)熱填料表面引入磁性功能基元提升材料的阻抗匹配和吸波性能。利用該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略，該論文報(bào)道了一種同時(shí)具有高面外熱導(dǎo)率（λ⊥=15.55 W m-1K-1）和優(yōu)秀吸波性能（最小反射損耗RLmin=-55.15 dB，有效吸收帶寬EAB=8.25 GHz）的彈性材料。該彈性體在垂直方向具有貫穿厚度的碳纖維（CF）陣列以提高面外熱導(dǎo)率，在水平方向構(gòu)建NiCo2O4磁性隔離網(wǎng)絡(luò)以提高阻抗匹配和吸波性能，并以有機(jī)硅膠為聚合物基體提供充分的柔彈性。此外，取向結(jié)構(gòu)NiCO@CFs彈性體的導(dǎo)熱和電磁波吸收性能還可以通過(guò)改變?nèi)∠蚪嵌葋?lái)調(diào)控。簡(jiǎn)而言之，該工作通過(guò)巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了出色的導(dǎo)熱、電磁波吸收與機(jī)械柔性的多功能一體化集成，為開(kāi)發(fā)面向高頻和高功率電子設(shè)備的多功能材料提供了重要參考方案。 


圖1 貫穿厚度的陣列化取向結(jié)構(gòu)NiCO@CFs彈性體制備與表征。a）彈性體的制備流程示意圖；b）CF、GO/CF和NiCO@CF的SEM圖；c）NiCO@CF雜化填料的橫截面SEM圖以及Co和Ni元素分布的能譜映射；d，e）NiCO@CFs的高分辨率Co 2p和Ni 2p的X射線光電子能譜；f）第一性原理計(jì)算的鈷-石墨烯，鎳-石墨烯，鈷-氧化石墨烯和鎳-氧化石墨烯系統(tǒng)的結(jié)合能（右下角的插圖為NiCo2O4和GO/CF之間界面的TEM圖像）。 


圖2 取向化結(jié)構(gòu)NiCO@CFs彈性體實(shí)物及其厚度與取向角度調(diào)控。 



圖3 NiCO@CFs彈性體的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱性能和機(jī)械性能。a–e） NA、A0、A30、A60和A90的橫截面SEM圖像以及碳元素分布和快速傅里葉變換圖像的相應(yīng)能譜映射；f）不同取向角度的NiCO@CFs彈性體面外導(dǎo)熱系數(shù)比較；g）不同取向角的NiCO@CFs彈性體放置在恒溫加熱臺(tái)上的表面溫度-時(shí)間曲線；h）具有不同取向角的NiCO@CFs彈性體的連續(xù)紅外圖像，將其放置在恒溫為180°C的加熱板上；i）垂直排列的CF和NiCO@CFs陣列彈性體的熱導(dǎo)率與最近報(bào)道的文獻(xiàn)的比較；j）基于Agari模型的實(shí)驗(yàn)熱導(dǎo)率擬合，插圖為A90（垂直取向樣品）的熱傳導(dǎo)路徑示意圖；k）不同取向角的NiCO@CFs彈性體的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。l）A90的恢復(fù)率和相應(yīng)的壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線（插圖）；m）A90的溫度曲線的存儲(chǔ)和損耗模量。 


圖4 不同取向角度的陣列NiCO@CFs彈性體的電磁參數(shù)的頻率依賴性。a）復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部ε′（頂部）和虛部ε′′（底部）；b）介電損耗正切值tanδε；c）陣列NiCO@CFs彈性體的偶極子/界面極化和電導(dǎo)損耗示意圖；d）復(fù)磁導(dǎo)率的實(shí)部μ′（頂部）和虛部μ′′（底部）；e）磁損耗正切值tanδμ；f）陣列NiCO@CFs彈性體的渦流損耗和磁共振示意圖。 


圖5 NiCO@CFs彈性體的電磁波吸收性能。計(jì)算的理論RL值為a）A0，b）A30，c）A60和d）A90的3D曲線；e）EAB和RLmin的比較，具有不同取向角和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NiCO@CFs彈性體；f）不同取向角和質(zhì)量比的彈性體NiCO@CFs EAB分布；g）NiCO@CFs彈性體與其他電磁波吸收材料的EAB和RLmin比較。


 

圖6 不同取向角的陣列NiCO@CFs彈性體的電磁波吸收性能比較；a）反射損耗，Zin/Z0，以及NiCO@CFs彈性體在3.88 mm選擇性厚度下的衰減常數(shù)α；b）調(diào)控NiCO@CFs彈性體電磁波吸收性能的策略示意圖。 


圖7 多功能陣列NiCO@CFs彈性體的工作機(jī)理。a）電場(chǎng)和磁場(chǎng)的模擬。b） 熱通道路徑示意圖；c）綜合性能比較，包括導(dǎo)熱系數(shù)（λ）、最小反射損耗（RLmin）和有效吸收帶寬（EAB）。


  該論文第一作者為南科大-深理工在讀聯(lián)培碩士研究生張震，通訊作者為林志強(qiáng)副研究員、胡友根副研究員。


  原文鏈接：A Through-thickness Arrayed Carbon Fibers Elastomer with Horizontal Segregated Magnetic Network for Highly Efficient Thermal Management and Electromagnetic Wave Absorption 

  Zhen Zhang, Jianda Wang, Jian Shang, Yadong Xu, Yan-Jun Wan, Zhiqiang Lin*, Rong Sun, and Yougen Hu*

  Small DOI: 10.1002/smll.202205716

  https://doi.org/10.1002/smll.202205716


作者介紹


林志強(qiáng) 本文通訊作者

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院  副研究員


  主要研究領(lǐng)域?yàn)楦咝阅茈姶牌帘、電磁波吸收材料及其在電子封裝中的應(yīng)用。主持承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)青年科學(xué)基金、廣東省區(qū)域聯(lián)合基金-廣佛地區(qū)培育基金/青年基金、深圳市博士啟動(dòng)計(jì)劃、企業(yè)委托等項(xiàng)目；近年來(lái)，以第一/通信作者在Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Small,  Carbon, Composites Science and Technology, Nanoscale 等雜志發(fā)表期刊論文10余篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利多項(xiàng)。


胡友根 本文通訊作者

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 副研究員


  主要研究興趣為導(dǎo)電功能復(fù)合材料及其在電磁兼容、電互連、柔性電子等領(lǐng)域的應(yīng)用。主持承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金面上/青年科學(xué)基金、JW科技委、工信部、深圳市技術(shù)攻關(guān)/基礎(chǔ)研究、企業(yè)委托等項(xiàng)目10余項(xiàng)；參與國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室、廣東省科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目。以第一作者/通訊作者在Nano-Micro Letters, Nano Energy, Small, Materials Horizons等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文30余篇，申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利80余件，PCT專利4件，授權(quán)專利30余件，擔(dān)任國(guó)家自然科學(xué)基金通訊評(píng)審專家、Soft Science期刊青年編委及Nano Energy, CEJ, ACS AMI等國(guó)際期刊審稿人。

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞