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實現聚酰亞胺介質薄膜新突破 - 雙效調控介電和導熱性能

日期:2025-09-11 07:24
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摘要:實現聚酰亞胺介質薄膜新突破 - 雙效調控介電和導熱性能

實現聚酰亞胺介質薄膜新突破 - 雙效調控介電和導熱性能


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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業,公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區,專業的光電鍍膜公司,技術背景依托中國科學院,卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工;光學透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產,為全球客戶提供上等的產品和服務。

聚酰亞胺(PI)具有機械性能好、熱穩定性高、耐化學腐蝕等優勢,被認為是解決制約電子電氣行業發展的關鍵性材料。然而,聚合物本身的無定形態以及熱導率與介電常數之間的正相關性導致PI的低介電/高導熱特性難以協同改善。目前,多數的研究工作也只能從單方面來調節PI的介電或導熱性能,雖取得了一定的成果,但對于協調聯控聚酰亞胺的低介電-高導熱機制仍然鮮為人知。如何設計、開發同時具有高熱導率和低介電常數的聚酰亞胺材料依然面臨巨大的挑戰。


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北京科技大學查俊偉教授課題組在前期通過分子結構設計和空間網絡架構制備低介電聚酰亞胺的基礎上,日前與北方工業大學趙全亮教授課題組合作,提出了構建“3D多孔復合網絡”的設計策略和有序“類晶相”的新概念,發展了一種特有結構的低介電-高導熱多孔聚酰亞胺復合薄膜。該工作**將天然螢石(氟化鈣,CaF2)作為導熱填料,離子液體(IL)為致孔劑在PI基體中構建了3D多孔復合網絡。3D多孔復合網絡的構建一方面可通過多孔結構的存在降低體系內部極化分子的密度以實現介電常數的下降;另一方面,3D網絡的存在促進了導熱填料之間的有效搭接,為聲子的高效傳輸提供了便捷通路。有趣的是,CaF2PI之間的電荷轉移作用又促進了PI分子鏈的有效取向,進而誘導了有序“類晶相”結構的形成。3D多孔復合網絡和有序“類晶相”結構相聯合,共同促進了聚酰亞胺復合材料低介電常數和高導熱系數的協同改善,為聚酰亞胺在電子電氣領域的**型發展提供了新思路。

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IL-CaF2/PI多孔復合薄膜的合成及其微觀結構

基于天然螢石PI之間的電荷轉移相互作用,形成了具有雙折射行為的部分有序結構,顯著提高PI的熱管理能力。研究表明,10vol% IL-CaF2/PI 多孔復合薄膜表現出高熱導率(λ=7.22 W?m-1?K-1)和低介電常數(εr=2.14f=106 Hz)。

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薄膜內部“類晶相”結構的形成機理及其光學特征


這種高效的熱傳遞確保了復合薄膜具有冷卻電子器件/設備(如智能手機和發光二極管)和快速光熱響應的能力。此外,基于熱-聲效應,IL-10vol% CaF2/PI 薄膜可被設計成柔性超聲波發,其能有效地在寬頻范圍(20 kHz~100 kHz)內穩定發聲,為未來的可穿戴超聲波探測器提供了一種新型理想材料。

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IL-CaF2/PI多孔復合薄膜優異的熱管理能力和光熱響應特性

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IL-10 vol% CaF2/PI柔性超聲波發的設計及性能監測


作者提出了“3D多孔復合網絡的**思路,并基于類晶相結構的新概念,開發了一種低介電-高導熱的多孔聚酰亞胺復合膜。該設計理念巧妙地打破了制約材料低介電常數和高導熱系數難以聯控的瓶頸,賦予了聚酰亞胺薄膜優異的多功能性,進一步擴大了聚酰亞胺在電子、電氣領域的應用前景。本工作近期以“Dual-effect Coupling for Superior Dielectric and Thermal Conductivity of Polyimide Composite Films Featuring “Crystal-like Phase” Structure”為題發表于Advanced Materials (Doi: 10.1002/adma.202307804)上。**作者為北京科技大學董曉迪博士


原文鏈接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202307804



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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業,公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區,專業的光電鍍膜公司,技術背景依托中國科學院,卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工;光學透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產,為全球客戶提供上等的產品和服務。

    采用德國薄膜制備工藝,形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系,能夠制備各種超高性能光學薄膜,包括紅外薄膜、增透膜,ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜,應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、光學科研,紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館,低反射櫥窗玻璃,畫框,工業燈具照明,廣告機,點餐機,電子白板,安防監控等。
    卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】,這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm,玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好,并且可以避免了磁控濺射的缺點,鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性,新意突出,實用性突出,濕法鍍膜在價格方面也均優于真空磁控的干法。


  卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
    我們的愿景:卷柔讓光學更具價值!
    我們的使命:有光的地方就有卷柔新技術!
    我們的目標:以高質量的產品,優惠的價格,貼心的服務,為客戶提供優良的解決方案。
    上海卷柔科技以現代鍍膜技術為核心驅動力,通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶,努力為客戶創造新的利潤空間和競爭優勢,為中國的民族制造業的發展貢獻力量。


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