本書為“低維材料與器件叢書”之一。低維材料，由于其自身的導熱性質(zhì)及結(jié)構(gòu)可控性，一直以來在熱管理方面得到了很好的應用。低維碳基材料具有優(yōu)異的導熱性能，可以廣泛應用于芯片、電子元器件、電源系統(tǒng)、大功率發(fā)光二極管（LED）等散熱與管理。本書是基于作者及團隊在低維材料的導熱性能及其熱管理應用領域十幾年研究成果的總結(jié)，并對國內(nèi)外該領域最新研究進展進行了綜述和系統(tǒng)分析，重點闡述了各種低維高導熱碳材料的制備與應用，并對其他納米碳材料在熱管理方面的應用進行了歸納與總結(jié)，最后探索了相變儲能材料及其應用、電子封裝與熱管理工程、碳基芯片界面?zhèn)鳠岵牧吓c技術、消費電子產(chǎn)品熱管理技術等，對該領域的研發(fā)具有一定的學術價值。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。
先后承擔過6項國家自然科學基金面上項目和2項重點項目，是國家納米研究重大計劃（973）首席科學家。獲國家技術發(fā)明二等獎。
目錄
總序
前言
第1章 緒論 1
1.1 熱管理工程 1
1.1.1 電子設備的熱管理 1
1.1.2 汽車熱管理系統(tǒng) 2
1.1.3 混合動力裝甲車的熱管理 7
1.1.4 半導體器件的熱管理 8
1.1.5 LED的熱管理 10
1.2 低維高導熱材料的應用潛力 13
1.2.1 低維納米材料的熱學性能 13
1.2.2 低維高導熱材料的應用前景 15
1.3 熱管理設計應用 15
1.3.1 新型電池熱管理 16
1.3.2 大功率半導體激光器的散熱 18
1.3.3 新能源汽車熱管理 21
1.3.4 航天器熱控技術 22
參考文獻 25
第2章 低維材料傳熱性能測量 29
2.1 傳熱學基礎 29
2.1.1 傳導 30
2.1.2 對流 30
2.1.3 輻射 30
2.2 熱導率的穩(wěn)態(tài)法測試 31
2.2.1 各向同性固體熱導率的穩(wěn)態(tài)法測試 31
2.2.2 各向同性黏性液體、黏彈性體和彈性體的熱導率穩(wěn)態(tài)法測試 32
2.2.3 穩(wěn)態(tài)法：拉曼法 34
2.3 熱導率的非穩(wěn)態(tài)法測試 35
2.3.1 激光閃射法 35
2.3.2 Angstrom法 37
參考文獻 40
第3章 熱管理模擬 42
3.1 熱傳導原理 42
3.1.1 傅里葉定律 42
3.1.2 非傅里葉傳熱 42
3.1.3 低維傳導現(xiàn)象 47
3.2 熱傳導數(shù)值計算方法 48
3.2.1 聲子輸運 48
3.2.2 有限元分析 53
3.2.3 蒙特卡羅模擬 55
3.3 低維熱傳導有關計算 56
3.3.1 固相熱界面體系 56
3.3.2 固相多孔介質(zhì)體系 58
3.3.3 微觀固液體系 63
3.4 熱系統(tǒng)器件的熱管理建模 68
3.4.1 宏觀與介觀器件 69
3.4.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡模型 71
3.4.3 系統(tǒng)疲勞與失效 74
3.5 熱管理模擬應用實例 76
參考文獻 79
第4章 低維高導熱碳材料：石墨烯、碳納米管、泡沫碳 85
4.1 石墨烯的導熱性能及其應用 86
4.1.1 石墨烯制備的主要方法 88
4.1.2 石墨烯導熱薄膜的制備工藝與導熱性能 95
4.1.3 石墨烯薄膜在散熱領域中的應用 98
4.2 碳納米管的導熱性能與應用 104
4.2.1 碳納米管的結(jié)構(gòu) 104
4.2.2 碳納米管的熱學性能 105
4.2.3 碳納米管在熱管理領域中的應用 111
4.3 泡沫碳的制備與熱管理應用 116
4.3.1 泡沫碳的制備 118
4.3.2 泡沫碳的導熱性能 125
4.3.3 泡沫碳在熱管理領域中的應用 133
參考文獻 140
第5章 人造金剛石薄膜、類金剛石碳膜 148
5.1 人造金剛石薄膜的制備與性能 150
5.1.1 人造金剛石薄膜的制備 150
5.1.2 人造金剛石薄膜的性能 160
5.2 類金剛石碳膜的制備與性能 161
5.2.1 類金剛石碳膜的制備方法 162
5.2.2 類金剛石碳膜的生長機理 166
5.2.3 類金剛石碳膜的性能 166
5.3 導熱應用 169
5.3.1 人造金剛石薄膜的導熱應用 169
5.3.2 類金剛石碳膜的導熱應用 170
參考文獻 174
第6章 納米氧化物、碳化物與氮化物導熱材料 181
6.1 主流導熱粉體填料 182
6.1.1 氧化鋁 182
6.1.2 碳化硅 185
6.1.3 氮化硅 186
6.1.4 氮化鋁 190
6.1.5 氮化硼 193
6.2 影響復合材料熱導率的因素 198
6.2.1 填充率 198
6.2.2 形貌 200
6.2.3 粒度級配 203
6.2.4 偶聯(lián)劑 205
參考文獻 207
第7章 相變儲能材料及其應用 212
7.1 相變儲能原理 213
7.2 納米相變儲能材料 214
7.2.1 無機納米相變儲能材料 214
7.2.2 有機納米相變儲能材料 216
7.2.3 復合納米相變儲能材料 217
7.2.4 碳基納米相變儲能材料 218
7.3 液態(tài)金屬 223
7.3.1 液態(tài)金屬及其性能 223
7.3.2 液態(tài)金屬熱界面材料 225
7.3.3 液態(tài)金屬相變材料 225
7.3.4 液態(tài)金屬先進熱控與能源技術 226
7.4 相變儲能應用 227
7.4.1 太陽能熱利用 227
7.4.2 航天熱控 228
7.4.3 建筑節(jié)能 229
7.4.4 工業(yè)余熱回收 230
7.4.5 電池熱管理 231
7.4.6 醫(yī)學領域 233
7.4.7 智能調(diào)溫紡織品 234
參考文獻 236
第8章 電子封裝與熱管理工程 242
8.1 面向半導體封裝應用的熱界面材料與零部件 242
8.1.1 熱界面材料 242
8.1.2 熱管理的零部件 245
8.2 集成電路封裝及其發(fā)展趨勢 251
8.2.1 集成電路簡介 251
8.2.2 半導體制造工藝流程 252
8.2.3 集成電路封裝工程 252
8.2.4 芯片電學互連 253
8.2.5 半導體的典型封裝工藝 255
8.3 先進封裝 257
8.3.1 先進封裝的要素 258
8.3.2 先進封裝與SiP的異同 260
8.3.3 先進封裝技術 260
8.4 LED封裝 283
8.4.1 引言 283
8.4.2 LED封裝的基本原理與發(fā)展趨勢 286
8.4.3 大功率LED封裝模塊的熱管理 290
8.4.4 LED封裝應用設計 295
參考文獻 296
第9章 碳基芯片界面?zhèn)鳠岵牧吓c技術 301
9.1 大功率芯片封裝及界面?zhèn)鳠峒軜?gòu)設計 301
9.1.1 大功率芯片封裝/散熱架構(gòu)分析 301
9.1.2 熱界面材料基本概念 302
9.1.3 大功率芯片封裝用熱界面材料發(fā)展現(xiàn)狀 303
9.2 碳基熱界面材料制備工藝及性能 304
9.2.1 隨機共混結(jié)構(gòu) 304
9.2.2 搭接型三維結(jié)構(gòu) 307
9.2.3 連續(xù)型三維結(jié)構(gòu) 310
9.2.4 高順向垂直排列結(jié)構(gòu) 312
9.2.5 三維結(jié)構(gòu)表面修飾 320
9.3 碳基熱界面材料在芯片熱控領域的機遇與挑戰(zhàn) 322
參考文獻 324
第10章 消費電子產(chǎn)品熱管理技術 329
10.1 智能手機等消費電子產(chǎn)品的熱管理 329
10.1.1 智能手機散熱的緊迫性 331
10.1.2 智能手機熱設計的主要挑戰(zhàn) 332
10.1.3 消費電子產(chǎn)品熱管理理念：穩(wěn)態(tài)散熱設計和瞬態(tài)散熱設計 334
10.1.4 立體散熱設計與散熱元件 338
10.2 低維碳材料在消費電子產(chǎn)品熱管理中的應用 339
10.2.1 石墨導熱膜 339
10.2.2 VC均熱板中的低維碳材料 349
參考文獻 353
關鍵詞索引 357
書單推薦
