고출력 밀도 전자 장치 운전 중 발생하는 국부적 열 축적은 장치의 성능과 신뢰성을 저하시킬 수 있으므로 효율적인 고분자 기반 열 관리 재료 개발이 중요합니다. 열전도성 충전재 함량을 높이는 것은 일반적으로 고분자 기반 복합재료의 열전도 성능을 효과적으로 개선할 수 있지만, 너무 높은 충전재 첨가는 재료의 기계적 특성, 전자기 특성 및 절연 특성을 약화시킬 수 있습니다. 따라서 제한된 충전재 양 조건에서 구조적 기여와 열 전달 효율을 높이는 것은 고분자 기반 열 관리 복합재료의 열전도 성능 향상에 중요합니다. 충전재 기하학적 구조 토폴로지 최적화를 기반으로 고분자 기반 복합재료 열전도 성능 향상 전략이 수립되었으며, 이는 합리적인 충전재 구성 조절을 통해 열 기여 효율을 높이는 것을 목표로 합니다. 반복 횟수, 부피 비율, 설계 영역 기하학적 형태 및 목표 함수 등이 최적화된 구성 및 열 전달 성능에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였으며, 이를 바탕으로 간소화된 덤벨형 충전재 구조가 구축되었습니다. 전통적인 원기둥형 충전재 구조와 비교할 때, 해당 구조는 더 우수한 열 반응 특성을 보였으며, 제작된 덤벨형 흑연/폴리디메틸실록산(graphite/polydimethylsiloxane, graphite/PDMS) 복합재료의 방열 효율은 원기둥 배열 graphite/PDMS 복합재료의 1.47배였습니다. 관련 결과는 고성능 고분자 기반 열 관리 복합재료의 충전재 구조 설계에 효과적인 방법을 제공합니다.

고분자 복합재료; 토폴로지 최적화; 열전도성 충전재; 열 관리