微米薄膜在热管理领域具有广泛的应用，其中高取向碳纤维/环氧树脂复合材料因其独特的三维各向异性热物性，在电子芯片定向散热中展现出巨大应用潜力。目前常用的商业测量设备如激光闪光分析仪、Hot disk等，难以同时表征此类复合材料在不同方向的热导率，限制了对材料热输运机理的深入理解。
为此，课题组开发了T形探针法、2ω法及激光周期加热法（图1），与清华大学、浙江大学等单位合作，成功实现了从单根碳纤维、树脂基体薄膜到高取向复合材料的热导率、热扩散率与体积比热容的准确表征，并结合有限元模拟分析了微观纤维弯曲对热流的影响，相关成果发表于《Carbon》（IF：10.5）等期刊。该研究完整测量了高取向碳纤维复合材料三个主轴方向的热物性，并深入探讨了复合材料及其各组分热性能之间的内在联系，为高密度电子器件的定向散热与热管理解决方案提供了重要的依据。
图1. 热物性测量系统以及高取向碳纤维复合材料的表征与测量结果。
论文第一作者为设计科学系博士生张延辉，通讯作者为王建立教授和浙江大学刘英军教授，研究工作得到了国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120477；
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1290072925000158
供稿人：张延辉
