中國粉體網訊 2025年5月28日，由中國粉體網主辦的“2025第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”在江蘇蘇州合景萬怡酒店成功舉辦！大會期間，中國粉體網邀請到多位業內專家學者做客“對話”欄目，就各類前沿導熱材料的應用進展以及技術現狀進行了訪談交流。本期為您分享的是中國粉體網對中國科學院寧波材料技術與工程研究所林正得研究員的專訪。
中國粉體網：林研究員，請問碳基熱管理材料主要有哪些？
林正得研究員：碳基熱管理材料在這幾十年發展得非常好。例如大家比較熟悉的導熱膜，現在在手機、筆記本這些輕薄型的便攜式裝置中非常常見。還有最近幾年興起的新型熱界面材料，像傳統的導熱墊片熱導率也就在10W/（m·K）左右，而隨著AI等大算力芯片的發展，這類傳統的熱界面材料顯然不再適用。現在通過對碳纖維或石墨紙進行定向排列，熱導率可以做到100W/（m·K）以上，這便能夠替代原來采用陶瓷填料的導熱墊片。
需要注意的是，“碳”這個東西它是導電的。所以在某些場景中，這是用戶會比較關心的地方，因為導電的話，如果材料力學強度不夠，在使用過程中會掉出一些碳渣或碎片，那就有造成短路的隱患。
中國粉體網：從實驗室成果到產業化應用，石墨烯熱界面材料面臨哪些關鍵挑戰？
林正得研究員：其實任何的技術的開發，都是為了實用化，需要滿足具體的場景需求，或者是客戶的指標要求。我在和同行交流的時候也經常會聊到，對于一款產品，客戶可能主要關心2到3個關鍵指標，但是可能還有10個隱形指標他沒有講出來，也就是說很多產品表面上是符合指標要求的，但客戶拿到手里可能會發現和他想要的完全不一樣。
所以說，碳基材料有它自己的特點，首先它的優點就是熱導率很高，同時又存在掉渣掉粉的問題，這一塊就是看客戶的具體應用工況。比如說在某些車載場景中，所在環境的震動是非常劇烈的，那客戶可能會對這方面更加地在意。那如果所在環境是靜止的，或者溫升溫降在一個較小范圍內的話，可能就對力學性能的要求低一些，總之這方面需要考慮客戶的具體使用工況。
還有一點就是客戶他永遠都會有一個更高的要求，怎么樣去更好地把碳材料的優點給發揮出來，然后避免它的短板是我們需要做的。因為就材料來講，很多情況就是伴隨著它優點越明顯，它的缺點常常也是更明顯的。
中國粉體網：金剛石/銅復合材料的技術難點有哪些？
林正得研究員：其實金剛石銅復合材料的歷史是非常長的，很久之前就被做出來了，可是金剛石銅存在兩個大問題。第一個就是金剛石這種碳材料，它對金屬是不浸潤的，親和力相容性比較差，這樣其實會影響到一個可靠性的問題。你可以想想，這兩個界面本來就是勉強搭在一起的，當你東西做出來了以后，在長期的高低溫變化的使用環境中，或者被機械的彎折一下，界面很容易脫開。但是，在整個行業來說，目前這個問題已通過金剛石表面涂層技術基本上得到了解決。
而第二個問題更麻煩，也就是金剛石銅的加工。加工銅完全不是問題，可是加工金剛石是一個非常費勁的事。金剛石銅本身的加工成本以及加工難度導致的良率低使得金剛石銅的生產成本始終難以降下來。我的思路是客戶給我這個圖紙的時候，我要精確地知道金剛石顆粒在哪個位置，不要讓它亂跑，那我能夠保證在切割走刀過程中都不碰到任何一顆金剛石，因為你的刀只要碰到任何一個金剛石，它的損耗就會是切銅的幾十倍。
中國粉體網：未來在人工智能、無人機或柔性電子等領域，您認為碳基熱管理材料可能帶來哪些顛覆性變革？
林正得研究員：其實是這樣的，我理解是這些場景本身就是顛覆性的，重點是我們這些材料怎么去匹配這個顛覆性。就好比說一艘航母要做成核動力的，那就需要很多新的技術來配套這個核動力。導熱散熱材料也是一樣的，它有的是碳基，有的不是碳基。例如AI算力芯片的熱管理，現在很多是做浸沒式的，那它的散熱介質就不是空氣，而是流體，這個流體有可能是氟化液，有可能是白油。有些材料，比如說像硅膠類東西，它在白油里面會有潛在問題的，硅膠會吸油，吸油它就會膨脹，膨脹就造成內應力，所以又需要去克服硅膠墊片對這個白油的兼容問題。
對無人機來說的話，原來的氧化鋁的墊片密度太重，你用的越多，那你整個結構就越重，所以說他們現在有輕量化的要求。總之現在的情況是，隨著這些顛覆性場景的發展，我們也需要開發相應的技術去滿足客戶除了常規品熱導率、熱阻以外的要求。
中國粉體網：能否將您近期取得的研究成果與大家分享一下。
林正得研究員：我們團隊主要還是根據剛剛聊到的顛覆性場景的需求去開發良好兼容性、超輕量化的導熱散熱材料。例如針對算力芯片，原來是用銅作蓋板，現在他們對蓋板的要求更高了，像我們做的金剛石銅，它的熱導率可以達到800、900W/（m·K），比原來的銅高出一倍，而且其他的隱性指標也能滿足蓋板的需求。我們就是跟著整個行業一起去前進，一起去成長。
（中國粉體網/山川）
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