间苯二酚-甲醛树脂包覆碳纤维粉末增强热界面材料的电绝缘性能研究

本文创新性地采用间苯二酚-甲醛树脂(RF)包覆碳纤维(CF)策略，显著提升CF在热界面材料(TIMs)中的电绝缘性能（粉末电阻率达67.33×10?2 Ω cm，提升12.9倍）。通过力场取向使CF@RF在硅橡胶(SR)基体中定向排列，获得兼具高导热性(9.77 W m?1 K?1)、优异绝缘性（体积电阻23.67×108 Ω cm）和压缩性能(43%@50 psi)的复合材料，为电子封装热管理提供新方案。

　　

Highlight

这项研究通过简单的原位合成法成功在CF表面包覆RF聚合物。通过调控反应时间可精确控制RF涂层厚度（161.0 nm时粉末电阻率提升12.9倍）。力场诱导取向使CF@RF在SR基体中沿热流方向排列，获得导热垫片兼具突破性性能：导热系数达9.77 W m^?1 K^?1（比纯SR高51倍）、43%压缩率（@50 psi）、23.67×10⁸ Ω cm体积电阻和1.5 kV/mm击穿电压。RF的羟基/氨基（-OH/-NH）与SR硅氧链（-Si-O-）的氢键作用增强了两相界面相容性。

Conclusion

本研究证实RF涂层能显著提升CF的绝缘效率，同时保持其卓越导热性能。通过调控合成时间可获得厚而均匀的涂层，其简单工艺在热导率、机械强度和电绝缘性方面均优于现有方法。这种"绝缘铠甲"策略为下一代电子封装材料开辟了新途径，特别适用于需要同时解决"热失控"和"电流泄漏"难题的先进热管理应用。