1 电介质材料

1、Composites Part A：共价修饰多级结构玉米状BNNs@BT/苯并恶唑复合材料的超宽温介电性能增强

聚合物电介质材料广泛用于脉冲功率技术和高能武器系统。然而，随着电介质陶瓷的加入，聚合物材料介电常数的提高往往伴随着击穿强度的降低。

最近，华东理工大学的研究人员报道了一种基于表面改性和高温陶瓷化的有效方法来制备由BaTiO3纳米线（BT）和BNNs纳米片组成的功能性玉米状杂化材料。BNN不仅改善了固有的介电差异匹配，而且有效抑制了由载流子迁移引起的损耗。特别是，在聚对苯撑苯并双恶唑（poly-p-phenylene benzobisoxazole，PBO）的帮助下，工作温度得到了提高。在4 wt%填充量下，这种复合材料具有最高的放电能量密度（Ud=2.24 J cm-3），同时还具有高充放电效率（η=85%）和超宽温介电稳定性（25℃-200℃）。这项工作以“Covalently modified and hierarchically structured corn-like BNNs@BT/benzoxazole composites with enhanced dielectric properties over an ultra-wide temperature range”发表于Composites Part A上。

图1. BNNs@BT-PBO薄膜的介电性能

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.107027

2、J. Mater.  Chem.  A：无机-有机纳米复合材料的界面耦合与储能

无机物和有机物的界面耦合能力会影响储能密度、充放电效率、介电损耗以及决定储能性能的许多其他参数。因此，增加无机物和有机物之间的界面耦合已成为实现高储能的重要研究方向。

最近，宝鸡文理学院、东京大学和陕西科技大学的研究人员发表综述文章，从材料尺寸控制、界面理论模型、影响界面耦合的微观和宏观因素以及结构设计等方面介绍了界面耦合与储能性能之间的关系。文章讨论了高储能密度界面结构设计的各种机制、机遇和挑战，并基于无机和有机材料的界面耦合问题，总结了未来的发展前景和需要解决的问题。最后，还提出了一些解决方案，比如采用高纵横比陶瓷填料、弛豫反铁电陶瓷填料、调节厚度和层数以及优化制备工艺等，为开发具有高储能性能的新型介电材料提供了思路。该综述论文以“Interface coupling and energy storage of inorganic-organic nanocomposites”发表于J. Mater. Chem. A上。

图2. 影响无机-有机界面的不同耦合因素关系示意图

论文链接：https://doi.org/10.1039/D2TA02900F

2 热管理材料

1、Composites Part B：聚合物纳米复合材料导热模型的提出与验证

导热聚合物纳米复合材料因其在众多领域的潜在应用得以迅速发展。然而，大多数用于分析和预测复合材料热导率的模型都存在一些不足。

近日，北京化工大学等机构的研究人员基于经典Agari模型（即并联模型和串联模型）的推导过程，首次提出了一种新的导热模型（并联-串联模型，P-S模型）。使用公开报道的数据对模型进行验证，发现几乎所有的拟合度（R2）都大于0.95。同时，通过实验获得的热导率与P–S模型之间的偏差小于4%。这表明新的P–S导热模型可用于预测和分析热导率，从而可为导热纳米复合材料的制备提供指导。该研究以“Proposal and verification of thermal-conductive model of polymer nanocomposites”发表于Composites Part B上。

图3. 实验数据与P-S模型计算值对比

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110033

2、Composites Part B：具有高导热性和高效发热性的双功能热管理材料

过热和过冷运行温度都不利于电子设备的可靠性。然而，同时实现有效散热和快速发热是一个挑战。

最近，四川大学的研究人员通过构建双边导电网络制备得到一种双功能热管理材料。氮化硼纳米片（BNNSs）和芳纶纳米纤维（ANFs）的定向排列为热传导提供了有利条件，在BNNS/ANF层的上表面组装了大量交叉连接的互连银纳米线（AgNW）网络，为电加热奠定了结构基础。对30wt%BNNS/ANF@AgNW薄膜，达到了31.3W/mK的优异面内热导率和焦耳热性能，同时表现出非凡的柔性且机械强度超过100 MPa。该工作为开发多功能热管理材料指出了一条有价值的道路。相关研究内容以“Dual-functional thermal management materials for highly thermal conduction and effectively heat generation”发表于Composites Part B上。

图4. BNNS/ANF@AgNW薄膜的性能与文献对比

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110084

3 电磁屏蔽材料

1、Adv.  Mater . ：铁磁性石墨烯-石英织物的超宽频强电磁干扰屏蔽性能

具有超高屏蔽效能（SE）的柔性电磁干扰（EMI）屏蔽材料非常适合用于高速电子设备以实现对电磁辐射的衰减。然而，为了实现电磁屏蔽，通常采用的金属外壳存在SE较低、屏蔽响应受限于带宽、耐腐蚀性较差以及对复杂几何形状不适应等问题。

最近，北京大学等机构的研究人员通过调制掺杂化学气相沉积（CVD）生长过程，基于高度结构化的铁磁性石墨烯石英光纤（ferromagnetic graphene quartz fiber，FGQF），制备得到了一种具有宽带宽、强电磁屏蔽特性的织物。对石墨氮掺杂结构的精确控制使特定设计的石英织物上的石墨烯涂层具有高导电性（3906 S cm−1） 和高磁响应性（饱和磁化强度为≈0.14 emu g−1），从而产生宽频电磁屏蔽和电磁波吸收的协同效应。当毫米厚的石英织物上配置20纳米厚的石墨烯涂层，大尺寸FGQF在 1-18 GHz的宽频范围内表现出卓越的电磁干扰屏蔽性能（≈107 dB）。这项工作使得可规模化制备、柔性、轻质、耐用的超宽频、强屏蔽材料在柔性反电子侦察、抗辐射和隐身技术等领域的应用成为可能。该研究工作以“Ultra-Broadband Strong Electromagnetic Interference Shielding with Ferromagnetic Graphene Quartz Fabric”发表于Adv. Mater.上。

图5. FGQF的电磁屏蔽原理示意图

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202202982

4 热电材料

1、Mater .  Today Phys . ：反位缺陷调控实现p型Bi2-xSbxTe3合金的高热电性能

在热电材料中，载流子浓度、载流子迁移率、态密度有效质量和晶格热导率都与本征点缺陷密切相关。以p型Bi0.4Sb1.6Te3多晶材料为例，过多的反位缺陷会导致载流子浓度过高，载流子迁移率较低。

近期，深圳大学的研究人员报道了反位缺陷调控对提高Bi0.4Sb1.6Te3热电性能的作用。通过在两个不同的组分系列Bi0.4Sb1.6-xGaxTe3和Bi0.4Sb1.6-yInyTe3中探索单一镓或铟掺杂对p型Bi0.4Sb1.6Te3热电性能的影响，首次通过阳离子和阴离子之间的电负性差和原子尺寸差的倒数变化关系实现了反位缺陷的微调。Ga掺杂和热变形产生的多尺度微结构通过宽带声子散射显著降低了晶格热导率。结果显示，p型Bi0.4Sb1.59Ga0.01Te3在350K时达到了1.47的zT值，在固态制冷领域具有潜在应用前景。研究论文以“Antisite defect manipulation enables the high thermoelectric performance of p-type Bi2-xSbxTe3alloys for solid-state refrigeration”发表于Mater. Today Phys.上。

图6. 反位缺陷调控实现p型Bi2-xSbxTe3合金的高热电性能

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2022.100764

5 电子封装材料

1、IEEE Trans .  Comp .   Pkg.  Man.  Tech.：采用陶瓷热沉和多层银烧结的功率模块

无压银烧结因其工艺简单、可提供具有良好物理性能（高导热性、导电性、低弹性模量）的接合点而受到关注。基于高导热AlN陶瓷热沉上多层银烧结设计新组件，有望解决传统功率模块采用金属化基板、TIM和芯片连接等带来的局限。

最近，法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究人员提出了一种新的封装技术，可用于开发适应恶劣环境的高性能功率模块，并优化其制造过程。该方案通过使用氮化铝陶瓷热沉和多层银烧结来实现。为了控制银烧结层的性能，研究了常规和异常高温下的无压烧结工艺参数。使用Ti/Ni/Ag溅射层和银浆烧结层作为AlN陶瓷上的粘结层的组件表现出约20MPa的可接受剪切应力值，而W/Ni/Au和W/Ni/Ag粘结层的值小于10 MPa。对W/Ni/Au粘结层，在烧结银和金层之间的界面处形成银-金固溶体，导致在烧结银界面处形成耗尽区，从而降低剪切应力。对于W/Ni/Ag粘结层，低剪切应力值主要是由于Ni层的氧化。相关研究内容以“Power Module using Ceramic Heat Sink and Multilayers Silver Sintering”发表于IEEE Trans. Comp. Pkg. Man. Tech.上。

图7. 组件装配流程示意图

论文链接：DOI: 10.1109/TCPMT.2022.3179432

2、J. Appl. Polymer Sci. ：具有低介电常数和优异机械性能的环氧树脂/中空玻璃微球复合材料

具有低介电常数和低介电损耗的材料对于电路板的高集成度至关重要。虽然环氧树脂等聚合物具有优异的综合性能，但其介电常数无法满足电子封装的应用需求。

最近，武汉理工大学的研究人员提出了一种简单的接枝策略，通过空心玻璃微球和笼型聚倍半硅氧烷（polyhedral oligomeric silsesquioxane）之间的反应，与环氧树脂混合制成环氧树脂-空心玻璃微球复合材料。中空玻璃微球（HGM）优异的耐热性可以改善复合材料的热性能。由于Ge-POSS的加入，P-HGM与环氧树脂基体表现出良好的界面相容性，并形成界面粘附区。当P-HGM含量为20wt%时， 复合材料的介电常数为2.59，介电损耗为0.0145。同时，其拉伸强度、冲击强度和弯曲强度达到42.15 MPa、24.33 kJ/m2和90.82 MPa，展示出优异的力学性能。该研究以“Epoxy resin/hollow glass microspheres composite materials with low dielectric constant and excellent mechanical performance”发表于J. Appl. Polymer Sci.上。

图8. 环氧树���（EP）/中空玻璃微球（HGM）与EP/P-HGM复合材料的力学性能

论文链接： https://doi.org/10.1002/app.52787

图文 | 战略研究办公室

编辑 | 宣传办