一、成果名称

液态金属基高导热界面材料开发与产业化应用

二、项目介绍

1.详情

本项目拟开发的高导热相变界面材料兼具导热膏和液态金属的优点，室温时为膏状非牛顿流体，可以涂抹于散热片或者功率器件上，导热系数达到 12W/(m·K)以上，有利于热源热量的传播和扩散，防止其温度急剧上升，有效缓解器件工作温度，延长使用寿命；此外，该界面材料还具有弹性特征，达到机械冲击、振动等的缓冲效果。

2.关键技术

基于液态金属开发热界面材料存在的润湿性差、易泄露等主要问题，本项目通过配方改性和成型工艺优化，以提高材料的导热性能、防泄露能力、柔性特征。在配方组成上，使用铟基液态金属对熔点温度进行调控，基于铋、铟、锡、镓等金属共熔特性，分析原子晶格共熔相点配比影响机制，获得可控熔点温度的液态金属配方；其次，调配金属氧化物纳米粒子，使其填充于原子间隙，从而破环液态金属原子价键关系，使其在高于熔点温度时，宏观具有非牛顿流体的膏状特性，低于熔点温度时具有固体特征；同时，使用添加剂配方（如聚丙烯酸酯、乙酸乙酯等）增强低熔点合金熔融后的塑形能力与吸附力。

3.市场前景及应用

目前，我国高端的热界面材料主要依赖从日本、韩国、欧美等发达国家进口，国产化电子材料占比非常低，极大阻碍了我国的电子信息产业发展，限制了终端企业的创新活力，尤其在空天、水下等环境装备领域的应用极为受限。2018 年开始，中美贸易摩擦升级导致了“中兴芯片制裁”事件和“华为制裁”事件，一系列事件也倒逼中国企业关注热界面材料领域。2016 年国家科技部启动“战略性先进电子材料”专项，布局了“高功率密度电子器件热管理材料与应用”方向，其中包括“用于高功率密度热管理的高性能热界面材料”；2020 年 10 月的第十九届五中全会通过“十四五”规划和 2035 年远景目标，明确支持热界面材料等新材料行业发展。

根据 Credence Research 数据显示 2015 年全球热界面材料市场规模 7.74 亿美元，预计 2022 年将提升至 17.11 亿美元，2015 至 2022 年复合年平均增长率达到 12%。根据 BBC Reseaech 数据，流动态的导热膏是当前市场份额最大的热界面材料，2015 年该材料的市场规模达到 2.7 亿美元。安信证券研究中心对热界面材料下游市场的需求调研显示，热界面材料的下游应用十分广泛，主要包括通讯基站、电子设备、新能源汽车和家用电器等领域。同时，工业和信息化部数据显示，2016 年全球导热界面材料市场规模最大的国家是中国，占比 45%，2020 年占比提升至 53%，市场规模约 38 亿元。

4.技术成熟度：原理样机

5.合作要求：面议

6.负责人：褚雯霄