本研究采用石墨烯作为导热填料的导热主体材料。石墨烯具有特殊的二维结构,拥有的独特的物理性质,至今已发现石墨烯在电、光和磁等方面都具有的许多奇特的性质,如室温量子霍尔效应、铁磁性、超导性和巨磁阻效应等。最近的研究表明石墨烯在导热性能上也有突出的性能。
材料
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导热率W/(m·K)
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材料
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导热率W/(m·K)
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Ag
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417
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BeO
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219
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Al
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190
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MgO
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36
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Ca
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380
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Al2O3
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30
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金刚石
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2000
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石墨
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129
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碳纳米管
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2000
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AlN
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320
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石墨烯
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4800
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NiO
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12
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表 常见导热材料的导热率的对比
上图为几种常见导热材料的导热率的对比,从表中数据可以看出石墨烯的热导率是目前各类材料中最高的。因此,利用它作为导热填充剂将具有很大的优势。
目前已经报道出的石墨烯材料制备方法主要有:微机械剥离法、化学还原石墨烯氧化物法、化学气相沉积法、机械剥离法等。其中,机械剥离法是指利用机械剪切力的作用将石墨剥离成具有纳米厚度的高附加值导电填充剂。由于石墨呈片状结构且石墨层与层之间较弱的范德华力,容易在机械力的作用下剥离制得石墨薄层,甚至是单层石墨烯。
课题组组研究采用石墨为原料,通过超声粉碎制得纳米石墨微片,将其与不同粘度硅油及助剂置于三辊机或球磨机中,主要技术关键在于建立球磨剥离技术及三辊连续胶粘剥离技术对石墨片层进行逐层剥离并制备导热硅脂的工艺。
研究以机械剥离法石墨烯为导热填充剂的导热硅脂具有很好的优势,有望在计算机、交换器、汽车、电源等诸多领域得到广阔的应用。
联系单位:华侨大学材料科学与工程学院
联 系 人:陈丹青
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