復合材料導熱網絡研究獲進展

導熱填料形成的導熱網絡對提升其復合材料的導熱性能至關重要。近日，西北工業大學化學與化工學院的研究人員設計構筑了結構、密度、分布可控的導熱網絡，并從多角度研究其對復合材料導熱性能的影響，對豐富完善導熱復合材料的導熱機理并指導其實際生產具有重要的理論意義和實際應用價值。

研究人員以液氮瞬冷造粒技術制備出不同粒徑的石蠟球，采用微融覆法在石蠟球表面包覆石墨，在石蠟相界面間構筑可控的石墨導熱網絡，進而結合熱壓工藝制備石墨/石蠟導熱復合材料。

隨后，他們通過改變石蠟球的粒徑控制導熱網絡的疏密，通過改變石墨的用量控制導熱網絡的形成與完善過程，通過對石墨/石蠟導熱復合材料表面打磨拋光、分割重組等方法控制導熱網絡的分布及完整性;并創新性地提出“導熱網絡密度”概念來解釋不同石墨/石蠟導熱復合材料之間的導熱系數差異。

結合導熱系數測試結果和紅外熱成像的溫度梯度圖像，他們還深入探析石蠟相界面間石墨-石墨導熱網絡的形成過程，及其導熱網絡的疏密、分布、完整性等對石墨/石蠟導熱復合材料導熱性能的影響。

研究結果表明，在相同石墨用量和模壓壓力下，石墨/石蠟導熱復合材料的導熱網絡密度具有最佳值，并呈現最佳的導熱性能。相同粒徑石蠟球的石墨/石蠟導熱復合材料的導熱系數隨導熱網絡密度的增加而提高，但提升速率逐漸平緩。石墨/石蠟導熱復合材料表面的打磨處理會使其導熱系數大幅下降。也就是說，導熱網絡密度越高、導熱網絡分布越均勻、導熱網絡越完整，石墨/石蠟導熱復合材料的導熱性能越好。