林慧兴等在超高介微波介质复合材料研究方面取得进展

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微波复合介质材料是一类主要由微波介质陶瓷和树脂复合而成的兼具陶瓷优异介电、热学性能和树脂低密度、高韧性的功能性复合材料，广泛应用于5G/6G通信、卫星导航、电子对抗等领域。鉴于微波器件的尺寸与材料的介电常数平方根成反比，提高复合材料的介电常数是实现器件小型化的关键。
　　中国科学院上海硅酸盐研究所特种玻璃与微波介质课题组林慧兴研究员与高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室黄健副研究员以及华东理工大学合作，通过冰模板法与树脂真空浸渍相结合的方法构筑了具有并联结构的polysilylaryl-enyne / Ca0.9La0.067TiO3复合材料，实现了复合材料介电常数的大幅度突破。

并联结构PSAE/CLT复合材料的结构及制备流程示意图

　　结合模拟结果进行分析，这种并联结构的复合材料可以通过连通的陶瓷骨架抑制树脂基体对陶瓷相的去极化效应，从而大幅度提升复合材料的介电常数。同时，连通的陶瓷骨架有利于声子的高效传递，从而提升了复合材料的导热系数。因此这种复合材料可以实现“介电-导热”性能双增强。实验结果表明，介电常数最高达到76.2，相比传统的0-3型复合材料提升了2倍以上。导热系数达到2.095W·m-1·K-1，相比于同体系的0-3型复合材料提升了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”为题发表在ACS Appl. Mater. Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.2c13522)，论文的第一作者为上海硅酸盐所的博士后彭海益，通讯作者为林慧兴研究员和姚晓刚副研究员。以上工作得到了上海市自然科学基金和上海市科技创新行动计划的支持。
　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c13522
　　DOI: 10.1021/acsami.2c13522
       文章来源：上海硅酸盐所