三維石墨烯骨架在熱界面材料中的應用研究.pdf

1、電子設備的小型化必然導致設備能量密度的增加，設備的散熱效果因此成為限制電子工業(yè)發(fā)展的一個關鍵因素，而設備散熱效果好壞的一個很重要的部分就是材料間的界面熱傳導，界面間的熱傳導也因此成為提升電子設備熱傳導的一個瓶頸。當兩個粗糙的固狀物相互接觸時，他們間的真實接觸面積其實是很少的，它們的接觸面間的剩余空間部分將被空氣所填充，而空氣的熱導率(0.026w/mk)比一般金屬的熱導率要低四個數(shù)量級，因此通過空氣進行的熱傳遞相對于通過實際的接觸點所進

2、行的熱傳遞來說幾乎是可以忽略的。從這個角度來說，想提升界面間的熱導就要減少熱接面材料的粗糙度。將熱界面材料放置在兩個配合物中間以提高界面的熱導率。熱界面材料一般選用自身熱導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率(5300W/mK)作為填料與高分子材料進行復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，經過不同的處理方式，形成多種三維石墨烯骨架，并成功制備出高導

3、熱石墨烯/環(huán)氧樹脂復合材料。對這種石墨烯/環(huán)氧樹脂復合材料的熱學性能進行了系統(tǒng)研究。具體研究內容包括:
　　本文通過多種分析和測試手段，對所使用的石墨烯原料進行了系統(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行電化學剝離，并對剝離出來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域進行結合研究;(2)通過制備不同片徑大小的石墨烯納米片，并將其按一定比例進行混合搭建石墨烯三維通路，與環(huán)氧樹脂

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