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石墨烯修饰的碳纳米纤维制备及其电热转换

2021-05-11郭泽宇黄贺东杨鹏艳于晓芳

天津工业大学学报 2021年2期
关键词:碳纤维

郭泽宇,黄贺东,杨鹏艳,李 军,陈 鹏,武 洁,于晓芳

(1.内蒙古农业大学 材料科学与艺术设计学院,呼和浩特010018;2.内蒙古农业大学 内蒙古沙生灌木资源纤维化和能源化利用重点实验室,呼和浩特010018)

随着工业化进程整体的快速推进和微电子高新技术的快速兴起,对微型纳米器件的综合性能提出了更高的要求,其中,器件的导热性能直接决定了其能否高效稳定的工作,这对新型的导热材料提出了一个非常大的挑战。在实际应用中,传统的金属材料或聚合物基导热材料不仅造价昂贵且导热系数较低,导致在一些特定领域备受限制。研究表明,将石墨[1]、碳纳米管[2-3]、石墨烯[4]、碳纤维[5]、Al2O3[6-7]、AlN[8]、BN[9]、Si3N4[10]等作为高效的导热添加剂可以显著提高某些聚合物的导热系数。石墨烯[11]是一种具有sp2杂化结构的含碳六元环结构,各项物理和化学性能都非常稳定。相对于传统的金属材料如铜、铝等,石墨烯有着更高的面内导热系数。因其具有特殊的结构,使得石墨烯具有更低的密度[12]、良好的热稳定性[13-14]、超高的电导率[15]、优良的透光度[16-17]以及较好的力学性能[18-19]。所以,将石墨烯作为导热材料的添加成分是一个比较理想的选择。汪文等[20]将石墨烯纳米片添加到聚丙烯中,可提高其导热系数达14倍之多。Chen等[21]通过真空抽滤将石墨烯与纳米纤维素复合,极大地提高了石墨烯/纤维素纳米纤维复合膜的导热系数和力学性能。Song等[22]通过层层自组装将石墨烯和纳米纤维素组合成纤维素/还原氧化石墨烯杂化膜,表现出高度有序的层状结构。……

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