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从柔性高导热到导热/结构一体化复合材料的发展

主讲人 : 白树林 教授

随着5g、电动车电池等电子器件的微型化和高功率化的快速发展，器件的发热量急剧上升，热管理成为制约它们发展的主要瓶颈问题之一，传统导热材料的热导率已经达到瓶颈，需要发展更高热导率和更好综合性能的导热材料。此外，航空器飞行过程中受到外部热的作用以及结构件受到内部热的作用都成为了制约航空器寿命的重要因素之一，从而促进对于导热/结构一体化材料的开发。

针对以上问题，报告人及其团队从面向电子器件热管理的柔性材料到面向航空器的导热/结构一体化材料进行了一系列的研究，以石墨烯、氮化硼、石墨、高导热碳纤维、超高分子链聚乙烯纤维等为导热载体，以硅橡胶、热塑性/热固性树脂为基体，分别采用注塑、热压、3d打印等技术制备了多种导热复合材料和导热/结构一体化复合材料。这些材料在锂电池、芯片、led灯等的示范应用上显示出出色的散热能力，为它们的工程应用和新型热管理材料的开发提供了重要的依据。

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主讲人简介：

白树林，教授，北京大学材料科学与工程学院新结构材料研究所常务副所长。1983年和1986年分别获得大连理工大学材料系和工程力学系学士和硕士学位、1993年获得法国巴黎高等工艺制造中央学院材料与力学专业博士学位，2004年获得教育部跨世纪人才计划支持。现任学术兼职有中国复合材料学会导热材料专业委员会/船舶与海洋工程复合材料专业委员会副主任委员，nano materials science编委，军委装发部军用材料专业组专家。

长期从事粒子填充、纤维增强树脂基复合材料的制备、性能与应用研究。长纤维增强热塑性复合材料的制备技术成功实现了产业化，研发了耐高温碳纤维/聚醚醚酮预浸料生产线。当前的研究工作集中在树脂基热管理材料的研究应用，研制了石墨烯、氮化硼、高导热碳纤维等填充的硅橡胶、热塑性/热固性树脂基导热材料。在国际上首次提出了石墨膜面外垂直取向超高热导率复合材料的制备技术，获得了国际领先的高达613 wm-1k-1的面外热导率。揭示了fdm 3d打印挤出过程中石墨烯和氮化硼片的翻转取向技术，实现了填料沿面外的高取向度，从而获得了面外热导率达到12 wm-1k-1的聚氨酯基导热材料。采用高强碳纤维和高热导率碳纤维实现了面内热导率超过100 wm-1k-1、拉伸强度达到1400mpa的导热/结构一体化复合材料。承担国家、省部、国防、企业科研项目40余项，发表学术期刊论文150余篇，获批专利10余项。