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新型石墨烯薄膜热导率超过石墨膜 60%

日期:2018-11-06 10:25:30来源:《纺织科学研究》编辑:崔书健

    众 所 周 知, 单 层 石 墨 烯 的 热 导 率 在 3500W/mK~5000W/mK 之间。如果将石墨烯片层堆叠在一起,这种堆叠结构的热性能会更趋向于石墨,而非石墨烯,其热导率会大大降低。
   日前,上海大学教授刘建影及其研究团队通过调节及优化微观及宏观制备工艺过程,精确控制石墨烯的晶粒尺寸和堆叠顺序,可以使得石墨烯薄膜的热导率高达3200W/mK,比传统石墨膜提高了 60% 以上。这种高导热性能石墨烯薄膜的制备技术来源于氧化石墨烯片层在铝基板上的自组装和同步还原,以及使用干法鼓泡技术分离薄膜,并且通过高温热处理和机械碾压而来。得到的石墨烯薄膜具有大晶粒尺寸、平整的堆叠、超薄的结构以及微弱的层间结合能。这些因素也就使得参与热传递的声子能够在石墨烯层内快速传输,且不受到周围层的干扰,从而带来了极高的热导率。
    “这确实是一个非常重要的科学突破,这项技术可能会对现有的石墨烯薄膜制备工艺的改变产生重大影响。”刘建影说道。该团队同时也发现,石墨烯薄膜展现出了 3 倍于石墨膜的抗拉强度,其数值高达 70MPa。 
    石墨烯薄膜超高的热导率和超薄柔性以及优异的机械性能使其作为散热材料应用在可便携设备和其他高功率器件的散热方面展现巨大的潜力。