石墨烯散热材料是怎么样的？有什么用？

发布日期：

2022-03-24

随着电子设备和产品向高集成、高计算的范畴发展，消耗的功率成倍增加，散热成为一个亟待解决的问题。那么石墨烯散热材料是怎么样的？有什么用？

随着电子设备和产品向高集成、高计算的范畴发展，消耗的功率成倍增加，散热成为一个亟待解决的问题。那么石墨烯散热材料是怎么样的？有什么用？

1.关于热传导

传统的导热材料主要是金属(银、铜、铝等。)、金属氧化物(Fe2O3、BeO、Al2O3等)。以及其他非金属材料(石墨、炭黑、AlN等）。

此后，在电子设备和产品散热领域，一直使用铜、铝等传统散热材料。石墨烯散热材料是近年来新兴的一种散热材料，因其具有优良的导热特性、快速散热特性(与空气对流)以及重量轻、柔性好等特点，被认为是一种很有竞争力的散热材料。

2.石墨烯散热材料的散热原理

石墨烯散热材料是一种二维碳纳米材料，由具有SP杂化轨道的碳原子组成六方蜂窝状晶格。

石墨烯散热材料具有优异的光学、电学和力学性能，在信息科学、微纳加工、能源、生物医学和药物输送等领域具有重要的应用前景，被认为是未来的反应材料。

石墨烯散热材料是已知强度高的材料之一，同时还具有良好的韧性，可以弯曲。石墨烯的理论杨氏模量为1.0TPa，本征拉伸强度为130GPa。而使用氢等离子体。

改性后的回收石墨烯散热材料也具有很好的强度，均匀模量可以大0.25TPa。石墨烯片组成的石墨纸有很多气孔，所以很脆。而氧化得到的功能化石墨烯，再把功能化石墨烯做成石墨纸，会变得固结坚韧。

石墨烯散热材料具有非常好的导热性。纯无缺陷单层石墨烯的热导率高达5300W/mK，是迄今为止高的碳数据，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。作为载体使用时，导热系数也可以达到600 W/MK，另外石墨烯的弹道导热系数可以降低碳纳米管单位周长和长度的弹道导热系数下限。

石墨烯散热材料具有非常好的光学特性，在很宽的波长范围内吸收率约为2.3%，这使得它几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，每层石墨烯厚度吸收率增加2.3%。

大面积石墨烯散热材料也具有优异的光学性能，其光学性能随着石墨烯厚度的变化而变化。这就是单层石墨烯不寻常的低能电子结构。通过在室温下对双栅双层石墨烯场效应晶体管施加电压，石墨烯的带隙可以在0~0.25eV之间调节。当施加磁场时，石墨烯纳米带的光学响应可以调谐到太赫兹范围。在热力学上，石墨散热器中石墨烯冷却膜的散热包括传导、对流、辐射等几种方法。

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