韩飞副教授:高导热界面材料用石墨/碳纤维填料的开发及功能拓展(报告)

发布时间 | 2026-03-05 14:32 分类 | 行业要闻 点击量 | 131
论坛 石墨
导读:3月12-13日,即将在苏州举办的“2026年全国导热粉体材料创新发展论坛(第6届)”上,来自湖南大学材料学院的韩飞副教授将带来题为 《高导热界面材料用石墨/碳纤维填料的开发及功能拓展》 的精彩报...

随着5G/6G通信、高性能计算及新能源汽车的飞速发展,电子器件正朝着超高集成度、超快频率和高功率密度方向发展。然而,在性能狂飙的背后,“散热与“电磁干扰”这两大“隐形杀手”逐渐显现:一方面,单位面积内的热量急剧攀升,若不能及时导出,芯片性能将面临“热崩溃”的威胁;另一方面,高频高速信号带来的电磁杂波污染,还会造成谁被信号失真、功能异常、数据错误等问题,干扰设备的正常稳定运行的同事,甚至还会对电子设备造成损坏。因此,材料科学家们正致力于寻求能够同时应对这两大挑战的解决方案。

在众多候选材料中,碳基材料,尤其是石墨与碳纤维,因其优异的本征性能,为高功率密度器件提供了兼具电磁屏蔽能力与高效热管理能力的理想填料

·导热性能:石墨的层状结构赋予了其在面内超高的热导率,人工石墨的热导率可达 1000–2000 W/(m·K) 甚至更高,而碳纤维的微晶结构也类似人造石墨,是乱层石墨结构,其沿轴向具有卓越的导热能力,轴向热导率可达800 W/(m·K)以上。

石墨(左)及碳纤维(右)的晶体结构

石墨(左)及碳纤维(右)的晶体结构(来源:网络)

·电磁屏蔽性能:作为本征导电材料,碳材料不仅能够因阻抗不匹配在表面反射电磁波,,而且可通过与电场的相互作用,发挥导电损耗、极化弛豫等电磁损耗机制,将电磁能转化为热能或其他形式能量,以此有效吸收、消散电磁波。


电磁屏蔽机理(来源:网络)

不过,在实际应用中,碳材料的晶格缺陷、表面官能团、异质界面等结构特征,往往同时影响热量传递路径和电磁波入射行为,且单一的碳材料电磁屏蔽机制较为单一,往往需要通过结构设计((如调节石墨化程度、掺杂或复合其他材料),才能实现“导热-吸波”两种功能的协同优化。

如何通过取向结构设计,让碳材料充分发挥在特定方向的导热能力?又如何利用表面修饰改性、复合材料结构设计等技术,实现对碳材料介电性能的调控,并丰富其电磁屏蔽机制?3月12-13日,即将在苏州举办的2026年全国导热粉体材料创新发展论坛第6届)”上,来自湖南大学材料学院韩飞副教授将带来题为 《高导热界面材料用石墨/碳纤维填料的开发及功能拓展》 的精彩报告,为上述难题提供系统的解决思路。届时,韩教授将重点介绍球形石墨和高导热碳纤维在热界面材料中的技术研发和应用性能,并对相关技术发展进行了展望。报告内容主要涵盖:

(1)碳基材料背景介绍;

(2)石墨和碳纤维的表面修饰改性;

(3)碳材料表面绝缘涂层设计;

(4)碳纤维取向结构设计;

(5)导热吸波一体化碳基复合材料。

报告人介绍

韩飞,湖南大学副教授,博士生导师,湖湘青年英才,新加坡国立大学博士后,斯坦福大学研究助理,从事导热、吸波、屏蔽粉体材料的研究工作,在Angew. Chem.、Adv. Funct. Mater.、Energy Storage Mater. 等国内外权威刊物上发表学术论文60余篇,授权发明专利10余项,主持了国家自然科学基金、湖南省人才创新计划项目、湖南省重点研发计划、长沙市科技计划项目等多项重要科研项目,获得中国复合材料学会科技进步二等奖(2021年)。

 

苏州导热粉体材料论坛会务组

作者:粉体圈

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