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        上海硅酸鹽所在超高介微波介質復合材料研究方面取得進展
        發布時間: 2022-10-18 17:48 | 【 【打印】【關閉】

          微波復合介質材料是一類主要由微波介質陶瓷和樹脂復合而成的兼具陶瓷優異介電、熱學性能和樹脂低密度、高韌性的功能性復合材料,廣泛應用于5G/6G通信、衛星導航、電子對抗等領域。鑒于微波器件的尺寸與材料的介電常數平方根成反比,提高復合材料的介電常數是實現器件小型化的關鍵。 

          中國科學院上海硅酸鹽研究所特種玻璃與微波介質課題組林慧興研究員與高性能陶瓷和超微結構國家重點實驗室黃健副研究員以及華東理工大學合作,通過冰模板法與樹脂真空浸漬相結合的方法構筑了具有并聯結構的polysilylaryl-enyne / Ca0.9La0.067TiO3復合材料,實現了復合材料介電常數的大幅度突破。 

          結合模擬結果進行分析,這種并聯結構的復合材料可以通過連通的陶瓷骨架抑制樹脂基體對陶瓷相的去極化效應,從而大幅度提升復合材料的介電常數。同時,連通的陶瓷骨架有利于聲子的高效傳遞,從而提升了復合材料的導熱系數。因此這種復合材料可以實現介電-導熱性能雙增強。實驗結果表明,介電常數最高達到76.2,相比傳統的0-3型復合材料提升了2倍以上。導熱系數達到2.095W·m-1·K-1,相比于同體系的0-3型復合材料提升了1倍左右。上述工作近期以Parallel Structure Enhanced Polysilylaryl-enyne / Ca0.9La0.067TiO3 Composites with Ultra-high Dielectric Constant and Thermal Conductivity為題發表在ACS Appl. Mater. Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.2c13522),論文的第一作者為上海硅酸鹽所的博士后彭海益,通訊作者為林慧興研究員和姚曉剛副研究員。以上工作得到了上海市自然科學基金和上海市科技創新行動計劃的支持。 

            

          文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c13522 

          DOI: 10.1021/acsami.2c13522

        并聯結構PSAE/CLT復合材料的結構及制備流程示意圖

        并聯結構與0-3結構模式的介電模擬結果與實驗結果對比

        并聯結構與0-3結構模式的導熱模擬結果與實驗結果對比

            

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