随着时代的发展,人们对电子产品的便携性、功能性提出了更高要求,这推动着电子器件朝着微型化、集成化、多功能化的方向发展。伴随而来的是电子器件的功率密度急剧上升,造成了器件内巨大的散热压力。不合理的工作温度会长期影响电子源器件的正常寿命和可靠性,甚至引发严重的热失效问题。一般高分子基体的本征导热系数比较低,向其中直接混入导热填料虽然能改善导热能力,但存在难以形成有效导热网络、界面热阻大、牺牲其他性能等缺点。因此,设计并构建高效的导热填料网络以制备高性能的导热复合材料成为了国内外科研工作者研究热点之一。本文设计构建基于多维微/纳米级导热填料的导热网络,以应用于新型高性能导热复合材料的制备。研究了制备工艺对填料网络的形貌结构、力学强度等的影响,分析了填料网络与复合材料的导热性能、储热能力及其界面传热性质之间的关系,主要研究内容如下:1.将氧化石墨烯(GO)同时作为分散剂和增强材料,制备出一种新型的三维氮化硼纳米管(BNNT)基气凝胶。在GO的辅助下,高导热却强疏水的BNNT在水性体系中稳定分散。通过水热还原和冷冻干燥法制备得到还原氧化石墨烯(r GO)纳米片增强的BNNTs/rGO气凝胶,它内部的三维蜂窝状结构使其具有优异的力学性能(如高弹性、抗疲劳性)、大比表面积和低密度(<16.3 mg/cm3)。分析了气凝胶BNNT与rGO之间存在的物理/化学相互作用。这种基于高导热B NNT所组成的三维多孔块体可直接作为一种新型的填料网络应用于高性能导热复合材料的制备。2.在前面制备BNNTs/rGO气凝胶的研究基础上,将其作为一种三维导热填料网络和支撑材料,通过真空浸渍法填充相变高分子聚乙二醇(PEG)制备BN NTs/rGO/PEG相变导热复合材料。由于气凝胶的三维多孔结构以及其内部疏水性,复合材料表现出优异的形状稳定性(100℃下维持10 min)、稳定的相变温度。同时,实验表明BNNTs/rGO/PEG复合材料的的相变储热能力、导热性能都优于PEG以及rGO/PEG复合材料,分别达到了 195.6 J/g的高焓值和32.2%的导热提高率(填料含量仅为1.5 wt%)。这种高性能的相变导热复合材料对于相变热控技术应用于电子设备热管理方面有着巨大的前景。3.传统复合材料中的填料与填料之间空隙大、界面热阻高,在基体内难以形成通畅、有效的导热网络。本实验基于纳米银颗粒(AgNPs)的界面工程,采用简单的水热还原配合冷冻干燥法制备一种纳米银修饰的氧化铝微球(AgNPs/Al2 O3)的导热填料。在基体中,AgNPs能充当连接Al2O3微球间的桥梁,改善填料间的界面热阻,构建一种声子-电子耦合的双传热网络。探讨了制备工艺对填料形貌尺寸、分散性的影响,比如冷冻干燥法制备的AgNPs/Al2O3复合填料团聚性小、不易氧化等。实验证明,使用AgNPs/Al2O3导热填料制备的硅油基复合物导热系数达到1.58 W/mK(高于Al2O3微球填料),并且具有合适的流动性。此研究为未来电子器件热管理材料,特别是热界面材料的产业化发展提供了新的思路和一定的前期基础。