西建大研制新材料为“中国芯”穿上“智能防护衣”

AI科技 2025年11月01日 16:35 0 admin

　　近日，西安建筑科技大学机电工程学院“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，西安建筑科技大学“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，西安建筑科技大学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。这项研究成果，有望让长期困扰行业的导热与绝缘性能矛盾实现“共赢”。

　　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。

　　这一科研新成果的落地转化备受关注。团队相关负责人介绍，政策层面的支持为技术落地注入了强劲动力。《新材料产业发展规划（2021-2035年）》明确提出加快高性能树脂材料研发，《“十四五”原材料工业发展规划》也强调要提升高端合成材料自给率，为新型封装材料的产业化铺平了道路。目前，已有多家企业主动联系王争东团队，希望共同开展中试及产业化研究，推动技术从实验室走向生产线。目前，王争东团队正进一步探索该分子有序策略在不同树脂体系中的普适性，目标是覆盖新能源、高压电力装备等多个领域。随着技术转化落地，不仅能填补国内高端灌封材料的空白，更能为我国功率半导体产业升级注入核心动力。

（西安报业全媒体记者任娜通讯员贺伟编辑张冬娜）