可折叠设备散热:超薄高韧性导热垫片技术

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可折叠设备散热:超薄高韧性导热垫片技术
发布日期:2025-07-06 03:38    点击次数:142

一、材料拓扑学设计

采用三维网状异构纤维结构,在硅酮基体中嵌入定向排列的陶瓷纳米线(如氮化硼)与金属氧化物颗粒。这种设计创造了多级导热通路:纳米线负责建立纵向快速传热通道,而随机分布的颗粒填充微观空隙形成横向热扩散网络。

关键创新在于纤维节点处的弹性铰接设计,允许材料在弯折时通过分子链的滑移重组维持导热网络的连续性,而非传统材料的脆性断裂。

二、动态应力消散机制

垫片内部植入微米级弹簧状铜纤维阵列,这些金属纤维不仅提升纵向导热系数,更通过其螺旋结构吸收弯折应力。当设备折叠时,铜纤维会发生弹性形变储存机械能,展开时又能恢复原始形态。

在折叠铰链区域采用梯度密度设计,即靠近转轴处垫片密度递减20%-30%,使应力集中区的材料具备更高形变容忍度。

三、界面自适应技术

表面覆盖可重构微凸点阵列,这些直径50-100μm的半球形结构在受压时会根据接触面形状发生塑性变形,填充设备内部元器件与散热板之间的空气间隙。

特殊之处在于其形状记忆特性:当设备折叠导致界面分离时,微凸点能自动恢复初始形态,确保下次展开时仍保持紧密接触。

四、热-力解耦架构

传统导热材料在受力形变时导热性能会急剧下降,而新一代垫片通过将力学支撑功能与导热功能解耦:弹性基体承担机械形变,而悬浮在基体中的导热填料保持相对静止。

这类似于"悬浮桥梁"原理,即使基体发生30%以上的拉伸,内部导热网络仍能保持85%以上的原始效能。

五、环境抗性处理

表面沉积类金刚石碳膜(DLC)解决折叠设备常见的汗液腐蚀问题,该涂层同时降低表面摩擦系数,使垫片在反复滑动中磨损率降低至传统材料的1/5。

内部添加气相二氧化硅作为"分子缓冲剂",在高温工作时能可逆地吸收基体膨胀应力,防止填料网络崩解。

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