(1) Mischmethode:
Diamantfüller werden einfach mit einer Polymermatrix vermischt, sodass sich Diamanten innerhalb der Matrix zufällig anordnen und Wärmepfade bilden können.
Diese Methode ist einfach zu implementieren. Aufgrund der Trägheit der Diamantoberfläche, des niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und der zufälligen Verteilung treten jedoch häufig Probleme wie eine ungleichmäßige Füllstoffverteilung, ein hoher thermischer Kontaktwiderstand mit dem Polymer und unvollständige Wärmepfade auf.
Typischerweise sind ein erheblicher Füllstoffgehalt und eine Oberflächenmodifikation erforderlich, um eine hohe Wärmeleitfähigkeit im Verbundmaterial zu erreichen.
(2) Template-gestützte Methode:
Bei diesem Ansatz werden Eis, Salz, Metall, Zucker oder andere anorganische Substanzen als Templatmittel zur Vorformung von Strukturen verwendet. In diesen Schablonen sind thermische Diamantfüllstoffe verteilt, die die räumlichen Beschränkungen der Schablonenmikrostruktur nutzen, um ein dreidimensionales thermisches Netzwerk für die Füllstoffe aufzubauen und gleichzeitig deren Struktur und Abmessungen zu kontrollieren. Anschließend wird das Templat mit speziellen Methoden entfernt, um ein orientiertes dreidimensional vernetztes Gerüst zu erhalten. Abschließend wird dieses Gerüst in eine Polymermatrix eingetaucht, um den Verbundwerkstoff zu bilden.
Diese Methode ermöglicht die gerichtete Anordnung von Diamantpartikeln und die Porosität durch Steuerung der Struktur und Form des Templats. Dadurch werden die Wärmeleitungswege optimiert und die Herausforderungen herkömmlicher Mischmethoden angegangen – nämlich die zufällige Füllstoffverteilung und die Schwierigkeit, bei geringen Füllmengen eine hohe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen. Da das Templat außerdem mehr Oberflächenreaktionsstellen bereitstellt, wird der thermische Widerstand an der Grenzfläche teilweise optimiert.