고분자 복합 재료의 열 전도성을 향상시키는 에너지 효율적인 방법을 소개합니다.

[아름이]

고분자 복합 재료의 열 전도성을 향상시키는 에너지 효율적인 방법을 소개합니다.
제안된 방법은 전자 및 배터리의 열 관리를 향상시킬 수 있습니다.
날짜:
2022년 11월 30일
원천:
부산대학교
요약:
열전도성 고분자 합성물은 열 흐름 경로를 형성하는 특정 방향으로 배향된 필러로 구성됩니다. 그러나 이러한 필러의 배향을 제어하는 ​​기존 방법은 에너지 집약적이며 이러한 재료의 품질과 특성을 저하시킬 수 있는 표면 수정이 필요합니다. 이제 연구원들은 표면 개질 없이 필러의 배향을 제어하여 열전도도를 향상시키는 에너지 효율적인 방법을 개발했습니다.

경량성과 유연성으로 인해 열전도성 고분자 복합 재료는 전자 제품의 열원과 싱크 사이에 적용되어 생성된 열을 주변으로 분산시킵니다. 열 흐름을 촉진하는 특정 방향의 필러를 사용하여 효율적인 열 분산이 이루어집니다. 그러나 필러 재료의 배향을 수정하는 기존 프로세스는 전기/자기장의 사용과 필러의 품질 및 열 특성을 손상시킬 수 있는 표면 수정을 필요로 하는 에너지 집약적인 프로세스입니다.

이제 새로운 연구에서 대한민국 부산대학교의 김채빈 교수와 그의 팀은 표면 개질 없이 필러의 방향을 바꾸는 에너지 효율적인 프로세스를 개발했습니다.

이 논문은 2022년 10월 17일에 온라인으로 제공되었으며 2023년 1월 1일에 Polymer Testing 저널 117권에 게재될 예정입니다.

제안된 방법은 온도 구배로 인해 유체 매질에 떠 있는 고체 입자가 움직이거나 회전하는 현상인 열영동을 사용합니다. 폴리머 합성물을 준비하기 위해 연구원들은 UV 경화성 액체에 열전도성 육각형 질화붕소(h-BN) 필러 입자를 현탁하고 두 개의 유리판 사이에 코팅했습니다. 필름 두께를 따라 온도 구배를 적용하여 필러 입자를 회전시키고 적용된 온도 구배를 따라 재정렬했습니다. 원하는 배향에 도달하면 복합재가 광경화되어 열 전달 경로를 형성하는 고정된 필러 배향을 가진 고체 복합재가 생성됩니다.

"우리가 아는 한, 현재 연구는 열영동을 사용하여 이방성 필러 배향을 제어하는 ​​첫 번째 실험적 시연입니다."라고 Kim 교수는 말합니다.

써멀 페이스트와 같은 열전도성 고분자 합성물은 휴대폰, 노트북, 심지어 배터리에도 사용됩니다. 전자 제품의 생산 증가와 전기 자동차로의 예상되는 전환을 고려할 때 제안된 방법은 열전도성 고분자 복합 재료 제조의 에너지 비용을 낮출 수 있는 잠재력이 있습니다. 또한, 표면 개질의 필요성을 피함으로써 고효율 열전도성 고분자 복합재를 개발하여 방열을 개선하고 전자 제품의 수명을 연장할 수 있습니다.

김 교수는 "효율적인 방열 소재는 기기의 신뢰성과 수명, 사용자의 안전성을 향상시켜 최상의 작동 조건을 보장할 수 있다"고 말했다.

열 전도성을 향상시키는 것 외에도 필러는 복합 재료의 광학적, 전기적 및 기계적 특성을 변경하는 데에도 사용됩니다. 표면 수정 없이 충전재의 방향을 바꾸는 방법을 제공함으로써 제안된 방법은 품질 저하 없이 광범위한 고분자 복합 재료의 특성을 조정하는 데에도 채택될 수 있습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/