三維石墨烯骨架在熱界面材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、電子設(shè)備的小型化必然導(dǎo)致設(shè)備能量密度的增加，設(shè)備的散熱效果因此成為限制電子工業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素，而設(shè)備散熱效果好壞的一個(gè)很重要的部分就是材料間的界面熱傳導(dǎo)，界面間的熱傳導(dǎo)也因此成為提升電子設(shè)備熱傳導(dǎo)的一個(gè)瓶頸。當(dāng)兩個(gè)粗糙的固狀物相互接觸時(shí)，他們間的真實(shí)接觸面積其實(shí)是很少的，它們的接觸面間的剩余空間部分將被空氣所填充，而空氣的熱導(dǎo)率(0.026w/mk)比一般金屬的熱導(dǎo)率要低四個(gè)數(shù)量級(jí)，因此通過(guò)空氣進(jìn)行的熱傳遞相對(duì)于通過(guò)實(shí)際的接觸點(diǎn)所進(jìn)

2、行的熱傳遞來(lái)說(shuō)幾乎是可以忽略的。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，想提升界面間的熱導(dǎo)就要減少熱接面材料的粗糙度。將熱界面材料放置在兩個(gè)配合物中間以提高界面的熱導(dǎo)率。熱界面材料一般選用自身熱導(dǎo)率較高且可以填充迸界面間孔隙的材料從而能夠有效提高界面間的有效接觸面積。如今，利用石墨烯的超高本征熱導(dǎo)率(5300W/mK)作為填料與高分子材料進(jìn)行復(fù)合制備熱界面材料引起了廣泛的注意。本論文采用石墨烯納米片，經(jīng)過(guò)不同的處理方式，形成多種三維石墨烯骨架，并成功制備出高導(dǎo)

3、熱石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。對(duì)這種石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的熱學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。具體研究?jī)?nèi)容包括:
　　本文通過(guò)多種分析和測(cè)試手段，對(duì)所使用的石墨烯原料進(jìn)行了系統(tǒng)表征;探索出三種形成石墨烯三維骨架的方法，具體包括:(1)采用不同的天然石墨進(jìn)行電化學(xué)剝離，并對(duì)剝離出來(lái)的石墨烯做一系列表征，并將剝離得到的石墨烯與傳感器領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)合研究;(2)通過(guò)制備不同片徑大小的石墨烯納米片，并將其按一定比例進(jìn)行混合搭建石墨烯三維通路，與環(huán)氧樹(shù)脂

4、進(jìn)行復(fù)合，制備出高導(dǎo)熱復(fù)合材料;(3)通過(guò)SiO2納米球在石墨烯片上原位生長(zhǎng)SiC納米線的方法，利用高頻感應(yīng)加熱，形成三維石墨烯導(dǎo)熱通路，最終制備出具有超高縱向熱導(dǎo)率的熱界面材料。
　　通過(guò)模擬高功率密度封裝環(huán)境，將所得到石墨烯三維復(fù)合材料作為散熱通路，獲得溫升曲線和紅外熱像圖，可以證實(shí)本文所制備的石墨烯三維復(fù)合材料能夠極大提高高分子基底的導(dǎo)熱性能，以達(dá)到較好的散熱效果。本文所制備的具有超高導(dǎo)熱性能的石墨烯三維復(fù)合材料，可以有效降