目前散热问题已经成为限制消费电子高速发展的瓶颈问题，高导热、高粘接的绝缘胶体将成为解决散热问题的关键。本研究介绍了一种复合材料，将无机磷酸盐和有机环氧树脂结合，并通过改性金刚石和氧化铝进行增强，形成无机导热通道和有机粘接网络的杂化双网络，各向同性导热系数达3.23 W m-1 K-1，粘接强度达14.35 MPa，作为导热胶粘剂具有无与伦比的综合优势，这一突破标志着通过有机-无机混合方法在热界面材料领域取得了重大进展。相关研究以Diamond-Reinforced Al(H2PO4)3@Epoxy Hybrid Thermal Adhesive With Ultra-High Thermal Conductivity and Bonding Strength发表在TOP期刊Small上（IF=13）。
论文信息
G. Gao, Y. Zhao, W. Cao, Z. Su, X. Wang, Z. Wang, T. Sun, B. Dai, J.
Han, B. Li, C. Wang, J. Zhu, Diamond-Reinforced Al(H2PO4)3@Epoxy Hybrid Thermal
Adhesive With Ultra-High Thermal Conductivity and Bonding Strength. Small 2024,
2403490.DOI: 10.1002/smll.202403490
对m-diamond/Al(H2PO4)3复合材料样品的导热性能进行研究，发现其组分比为1:1:6时，导热系数达到最高18.96 W m-1 K-1，相对于无机磷酸盐基体（2.5 W m-1 K-1）提高了658.4%。同时通过红外热成像进一步评估了m-diamond/Al(H2PO4)3复合材料优异的散热性能。
在这项研究中导热胶粘剂中同时实现高各向同性导热率和高粘接强度的问题得以解决，通过采用创新的无机和有机基体杂化方法，开发了一种以Al(H2PO4)3和环氧树脂为混合基体，以Al2O3为交联剂和导热填料，以改性金刚石m-diamond为第二种导热填料的杂化复合材料。这项创新导致了具有高各向同性导热率（18.96 W m-1 K-1）和最大粘接强度（7.80 MPa）的无机导热胶粘剂的产生，以及具有各向同性导热率（3.23 W m-1K-1）和最大粘接强度（14.35 MPa）的有机/无机杂化导热胶粘剂的开发。这两种复合材料在现有研究中展现了无与伦比的优势。基于本研究的发现，有机-无机杂化成为显著提高热界面材料综合性能的未来研究方向。这将拓宽热填料与基体之间的界面优化技术，充分发挥填料的本征热导率优势，提高热管理系统的散热效率。此外，未来的工作中将探索具有各种增强材料和基体的复合材料，以开发具有多样化和优越性能特征的材料。
