本报讯(记者 贺伟) 近日,我校机电工程学院“新能源电工材料与储能技术培育团队”创新研制出一种新型环氧灌封材料,这种材料既能高效导热,又有出色的绝缘性能,为解决功率器件在极端环境下的可靠性难题提供了全新方案。
在新能源汽车电机控制器、智能电网高压设备中,功率半导体器件如同“电力大脑”,精准调控着能量流转。随着产业技术迭代,器件朝着更小巧、功率更强劲的方向发展,“热管理”与“电安全”却逐渐成为一对难以调和的矛盾。有专家指出,当前功率半导体产业发展的核心痛点就是封装材料性能瓶颈。性能“短板”使得部分高端封装材料依赖进口,成为产业链的“薄弱环节”,市场迫切需要兼具高导热与高绝缘性能的高端产品。
面对产业发展之需,我校“新能源电工材料与储能技术培育团队”另辟蹊径,以“分子有序设计”为核心思路,成功研发出新型分子有序环氧灌封材料。
“就像给功率半导体芯片穿了件既能快速散热又能隔绝漏电的‘智能防护衣’,200℃高温下照样稳定工作。”实验室里,我校机电工程学院王争东副教授手中的透明材料,正是破解功率半导体产业发展瓶颈的关键——新型分子有序环氧灌封材料。
这一突破的关键,在于团队对材料微观结构的精准调控。团队选用萘甲酸酐-联苯复合体作为“分子模板”,如同建筑师搭建框架般,诱导环氧树脂形成规整有序的微观结构。“这就像把原本杂乱的乡间小路改造成了双向高速公路,热量能沿着有序分子链快速传递。”王争东用通俗的比喻解释技术原理,同时,致密的分子堆叠还形成了一道“电子牢笼”,能牢牢捕获和束缚高能电子,从根本上杜绝了高温环境下的漏电隐患。
更具产业价值的是,这项创新充分考虑了工业化落地的可行性。团队相关研究人员介绍,这种分子有序策略无需对现有生产设备进行复杂改造,可完全兼容当前的环氧灌封生产线。“这意味着企业几乎不用增加成本,就能直接提升产品性能,这在工业化应用中至关重要。”同时,该技术体系还避免了高负载无机填料带来的高能耗与粉尘污染问题,具备良好的环境友好性和可持续制造优势,与“双碳”绿色制造方向高度契合。