柔性高导热石墨烯/富勒烯复合薄膜的制备及性能表征*
2020-08-03司马林王鹤峰李永锋
功能材料 2020年7期
司马林,王鹤峰,李永锋,王 昊
(太原理工大学 机械与运载工程学院, 太原 030024)
0 引 言
随着电子设备朝着轻量化、小型化的方向不断发展,电子元件的集成度越来越高,其内部硬件的散热问题受到了广泛的研究和关注。有效的散热是保证电子设备性能和寿命的重要因素。热管理器应立即将热量转移,以保持电子元件工作的最适温度,尤其是高频设备。因此,开发一种高导热率的散热材料,成为当前各大机构的研究热点[1-3]。
石墨烯(G)是一种二维晶体,具有极高的导电、导热、耐腐蚀等优异的性能,在微电子、导热散热领域具有极好的应用前景[4]。浙江大学高分子系高超教授团队研发出一种新型石墨烯组装膜,它是目前导热率最高的宏观材料,同时具有超柔性,能被反复折叠6 000次,承受弯曲十万次[5]。查莫斯理工王腾团队利用碳纳米管(CNTs)和石墨烯纳米片(GNs)制备了具有三维纳米级CNTs/GN框架的分级散热片,其导热系数与CNTs或GNs相比具有更高的导热系数。此外,还构建了一个三维桥接碳纳米(CNR)/石墨烯混合薄膜,其中CNRs与石墨烯薄片共价结合,热传输在CNR/石墨烯混合纸的跨平面方向上得到了高度的改进[6]。富勒烯(C60)是石墨烯的同素异形体,是一种零维的碳材料,因其外形酷似足球也称“足球烯”,具有极强的抗氧化性,热稳定性[7-8]。
本文采用零维的富勒烯作为石墨烯片层之间的桥接构件,通过自组装法将石墨烯与富勒烯复合,再于真空下依次进行碳化、石墨化。最后进行冷压处理,以此来增强薄膜的跨界面热传输效率、机械强度以及热稳定性[9-13]。……
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