石墨/铜复合材料导热性能理论模型计算方法的进展分析

陆标; 肖静

doi:10.16009/j.issn.1009-5624.2026.20.002

信息记录材料 ›› 2026, Vol. 27 ›› Issue (20) : 4 -8. DOI: 10.16009/j.issn.1009-5624.2026.20.002

石墨/铜复合材料导热性能理论模型计算方法的进展分析

陆标, 肖静

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摘要

针对传统散热材料难以满足高功率电子元器件散热需求的问题。本研究采用基于混合定律模型和声子失配模型(AMM)的方法，分析了石墨呈现取向性条件下，非连续型和层状连续型两种构型石墨/铜复合材料的导热性能。理论计算结果表明：两种构型复合材料的面内方向热导率随石墨体积含量增加而提高，垂直方向热导率随石墨体积含量增加而降低，且层状连续型石墨/铜复合材料各向异性导热性能更加突出，更适用于二维方向散热。为改善石墨与铜界面结合状态，在石墨与铜界面间引入碳化钛(TiC)过渡层后，石墨/TiC/铜复合材料界面热阻显著减小，当TiC层为20 nm时，界面热导提高2.7倍。但随着TiC层厚度的增加，界面热阻呈现增大趋势，当TiC层大于482 nm时，界面热导小于原始石墨/铜界面热导。该研究为设计开发新型高导热柔性热管理材料奠定了理论基础。