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随着现代社会智能设备的不断发展,很多设备更趋于微型化,这些设备内部元器件密集排布,会产生大量的热量,而这些热量一旦无法及时散去,将会严重影响设备的使用寿命。因此,众多学者致力于高导热和高散热的研究,金属具有良好的导热性能,聚合物具有良好的散热性能,但是两者都无法同时兼有良好的导热性能和散热性能,金属-塑料复合式散热器虽然综合利用了金属的导热性能和聚合物的散热性能,但金属与塑料之间的接触热阻过大,无法达到理想的导热散热平衡,而且加工工艺复杂。本文结合导热材料和散热器的发展现状,以导热和散热理论为基础,建立具有微结构的复合材料的导热和散热一体化模型,运用MATLAB软件模拟分析了实现导热和散热平衡的影响因素,探究复合材料导热能力和散热能力的平衡规律;提出了用空间限位强制组装法制备导热材料和在导热材料表面构建微结构的聚合物导热散热一体化复合材料,提高复合材料的导热系数,增大其比表面积,增强散热能力,以实现其导热和散热的平衡;最后对制备的导热散热一体化材料进行导热和散热效果的测试,通过和理论模拟对比,证明了理论和实际测试的一致性。主要研究内容包括:(1)建立了微结构的导热散热一体化材料模型。基于MATLAB软件对该V槽形微结构材料的导热散热过程进行数值模拟分析导热和散热平衡规律。(2)SCFNA 法制备 PDMS/SCF、PDMS/SCF/CNT 导热复合材料。研究了密炼工艺对填料SCF的分散均匀性和长度的影响,得到最佳工艺参数。重点研究了不同粘度PDMS、不同填料,不同填料浓度,以及强制组装程对复合材料导热性能的影响。(3)用SCFNA制备表面具有V型槽结构的PDMS/SCF/CNT导热散热一体化复合材料,导热性能和散热性能测试结果与模拟结果对比,证明所制备的导热散热一体化材料的性能与模拟结果相一致。