复现论文:基于分子动力学模拟的PDMS交联与Al₂O₃掺杂对热界面材料热导率的影响

📅 发布时间:2026/7/12 0:22:22 👁️ 浏览次数:
复现论文:基于分子动力学模拟的PDMS交联与Al₂O₃掺杂对热界面材料热导率的影响
复现论文:基于分子动力学模拟的PDMS交联与Al₂O₃掺杂对热界面材料热导率的影响摘要本报告旨在复现赵贵浩、张慕星、陈雪梅等人发表于《电子设备热控制工信部重点实验室》的研究论文,该论文采用分子动力学模拟方法研究了聚二甲基硅氧烷(PDMS)的交联度(10%40%)和氧化铝(Al₂O₃)填料掺杂率(023.13 wt%)对聚合物基热界面材料热机械行为的影响。通过反向非平衡分子动力学(RNEMD)模拟,计算了不同体系的热导率,并结合自由体积、均方位移(MSD)、声子态密度(PDOS)等分析揭示了热传输机理。本文详细描述了模拟的模型构建、参数设置、计算流程,并提供了LAMMPS输入脚本、Perl交联脚本以及Python数据分析代码。通过对模拟结果的系统分析,验证了论文的主要结论:在交联度20%、Al₂O₃掺杂率14.67 wt%时,热导率达到最佳值,较未交联体系提高18%。本研究为聚合物基热界面材料的微观结构优化提供了理论指导和可复现的计算框架。关键词:热界面材料;热导率;聚二甲基硅氧烷;分子动力学模拟;交联;氧化铝填料1. 引言随着微电子器件功率密度的持续攀升,高效热管理成为保障器件可靠性及性能的关键瓶颈。热界面材料(Thermal Interface Materials, TIMs)作为填充于发热芯片与散热器之间空隙的介质,其导热性能直接影响整体散热效率。理想的TIM应具备高本征热导率、低接触热阻、良好的柔韧性和机械稳定性。聚二甲基硅氧烷(PDMS)因其优异的柔顺性、化学惰性、低成本及易加工性,被