随5G时代的来临,电子设备的频率和功耗逐渐提升,发热量也逐渐上升,这使得电子器件热风险持续提高,因此对于热界面材料的热传导效率的要求也越来越高。石墨烯、氮化硼等二维材料具有优异的导热性能,在沿着二维晶面的方向上具有高热导率,但在垂直于晶面的厚度方向上导热效率较差。本文通过将这些二维高导热材料构建成具有高弹性的三维结构,通过机械压缩获得具有优异热传导性能的界面材料。重点研究了孔结构、孔壁增强对高弹性三维石墨烯界面热传导性能的影响,以及回弹性对三维氮化硼热传导效率的影响。主要研究包括:(1)在冰模板法制备高弹性三维石墨烯气凝胶的过程中,通过调控氧化石墨烯溶液的浓度(1～6mg/ml),获得不同孔径、孔壁厚度、孔密度的三维石墨烯。通过机械性能测试,表明三维石墨烯可承受90%的压缩形变,压缩回复500次以上仍能够保持结构完整性。导热性能测试证明在压缩状态下导热性能随密度提升而提升,密度为5.19 mg/cm~3的三维石墨烯在压缩应变为90%时,获得最高热导率46.55 W/(m·K),最低的界面热阻25.06 mm~2·K/W。(2)为进一步提高材料的导热性能,利用聚酰亚胺原位负载于三维石墨烯壁层中,进一步石墨化处理来增强三维石墨烯孔壁的机械强度。通过测试发现,增强后的三维石墨烯复合材料机械强度与性能得到提升。导热性能方面,在压缩状态下,碳化后复合材料热导率从初始32.62 W/(m·K)提升到38.36 W/(m·K),界面热阻从30.29 mm~2·K/W降低到25.59 mm~2·K/W。石墨化后复合材料导热性能进一步增强,热导率提升到50.71 W/(m·K),界面热阻降低到23.16mm~2·K/W。(3)为解决三维氮化硼孔隙率高、热导率低的问题,使用冰模板法制备三维氮化硼气凝胶,并通过聚二甲基硅氧烷进行原位增强,使其具有高弹性。机械性能测试显示三维氮化硼复合材料最大压缩形变可以达到70%。导热性能测试结果显示,随着原料尺寸的增大(3～19μm),三维氮化硼内部接触热阻降低、热导率升高。但当原料尺寸超过19μm时,其过大的体积位阻导致三维氮化硼内部孔壁空隙增多,导致其热导率降低。原料尺寸为19μm制备的复合材料在70%压缩形变下热导率可达5.84 W/(m·K),界面热阻为439.50 mm~2·K/W。