微电子技术的快速发展以及可穿戴设备的日益普及，显著增加了对高度集成和微型化电子系统的需求[[1], [2], [3]]。热界面材料（TIMs）作为连接发热元件和散热器的关键组件，对于实现高效散热至关重要[[4], [5], [6]]。为了发挥其重要作用，TIMs必须具备高导热性、低接触电阻和良好的化学稳定性[7,8]。基于聚合物的材料因其固有的电绝缘性、轻质性和优异的加工性能而受到广泛关注[[9], [10], [11], [12]]。其中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）因其柔韧性[13]、优异的介电性能[14]和热稳定性[15]，特别适合用于电子封装应用。然而，PDMS本身的热导率较低（约0.15-0.25 W·m-1·K-1），限制了其在高热流应用中的使用。最常见的策略是在PDMS基体中添加高导热填料，以构建高效的导热路径，从而开发出导热性能显著提升的PDMS基复合材料[16,17]。常用的导热填料可分为三类：金属填料（如Cu[18]、Al[19]、Ag[20,21]）、碳基填料（如石墨[22]、石墨烯[23]、碳纳米管[24]）和陶瓷填料（如Al2O3[25]、SiC[26,27]）。在各种导热填料中，氮化硼（BN）因其高导热性、低介电常数和良好的化学稳定性[28], [29], [30]，成为一种有前景的二维导热填料。然而，BN表面缺乏极性官能团，导致其与聚合物基体的界面粘附性较差[31]，从而引起填料聚集和分散不良，进而限制了其在聚合物基体中的导热效率。因此，通常需要添加大量BN（通常超过40%的重量）来克服这一缺点，但这不可避免地会导致其他性能下降，包括机械性能的恶化。
还可以通过以下方法提高含BN聚合物复合材料的导热性能：（1）BN表面功能化[32]；（2）控制BN片层的取向[33]；（3）构建三维BN网络结构[34]；（4）与其他导电填料混合[35]。例如，You等人[36]使用非共价LLDPE-接枝-氨基甲基吡啶改性剂，将BN选择性地定位在两种聚合物混合物的LLDPE相中，提高了复合材料的导热性能。类似地，Xiao等人[37]利用单宁酸（TA）对BN进行功能化，实现了垂直排列的仿珍珠层状结构的自组装。所得BN-TA/PDMS复合材料的平面热导率为3.80 W·m-1·K-1，填料含量仅为18.70%（体积百分比）。Wu等人[38]采用溶剂热法制备了含60% BN的PDMS复合材料，其热导率为1.70 W·m-1·K-1，同时具有优异的拉伸延展性（492%）。通过设计多维异质填料协同系统并构建混合导热网络，也可以有效提高导热性能。例如，Liu等人[39]通过旋涂法将短碳纤维（SCF）和BN颗粒引入PDMS基体，制备出具有高导热性和电绝缘性的柔性复合薄膜。随后，Liu等人[40]进一步提出了一种逐层旋涂技术，制备了具有有序交替结构的MXene/PDMS/BN多层复合材料。BN的平行排列促进了平面热扩散，而叠加的MXene层赋予了薄膜电磁屏蔽性能，展示了集成热电设计的潜力。除了这些混合方法外，碳纳米管和碳化硅也常与BN结合使用，以提高PDMS的最终导热性能[[41], [42], [43], [44], [45]]。尽管取得了这些进展，但复杂的制备过程（如逐层涂层和定向组装）阻碍了大规模生产[46,47]。此外，异质填料之间的界面兼容性、分散稳定性以及对基体流变性的影响尚未得到充分优化，常常导致加工性能和性能的不稳定性。
此外，PDMS TIMs在操作条件下的长期服役稳定性也值得关注，这对电子设备的正常使用至关重要。聚合物基体在热老化或机械老化过程中容易发生蠕变、相分离或界面脱粘，导致预先构建的热导网络退化，从而显著降低导热性能[[48], [49], [50], [51]]。例如，Li等人[52]通过在热塑性聚氨酯（TPU）基体中嵌入液态金属（LM），成功制备了一种复合材料，在100%应变和10000次拉伸-释放循环后仍保持92%的导热性能。这种不可逆的性能退化直接威胁到电子设备的长期可靠性。我们之前的研究[53]表明，多巴胺改性的氮化硼（BN-PDA）可以提高PDMS的导热性能。然而，由于导热网络的破坏，BN-PDA/PDMS复合材料在受力作用下的导热性能仍然会下降。因此，聚合物复合材料在力场或热老化条件下的稳定导热性能对于电子设备的性能至关重要。
为了解决这些问题，本研究系统地研究了基于BN的混合填料在PDMS基体中的协同效应，旨在解决TIMs中高导热性与长期可靠性之间的关键权衡。我们通过分析BN/SiC/PDMS混合复合材料的微观结构与其在循环压缩和热老化下的热机械性能之间的关系，建立了稳定导热渗透网络的设计原则。这些发现加深了对机械/热应力下异质填料系统界面声子传输的基本理解。本研究为开发需要长期可靠性的耐用TIMs提供了有效的指导，适用于从电动汽车动力模块到可穿戴生物传感器的各种应用。
