超高导热材料:碳材料是电子器件小型化散热的关键材料
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碳材料具有超高的导热率,根据计算,石墨在平行于晶体层方向上的热导率理论上可高达4180W·m-1·K-1,将会作为电子器件及其产品向高集成度、高运算方向的发展,耗散功率随之倍增散热问题的材料。室温时天然石墨在(002)晶面上的热导率达2200W·m-1·K-1,但普通多晶石墨的室温热导率只有70~150W·m-1·K-1。高定向裂解石墨在其面向上的热导率能够达到2000W·m-1·K-1;以聚酰亚胺薄膜为原料经炭化和石墨化热处理后得到的人工石墨薄膜,具有高度的石墨阵列取向 和 高 导 热 性 能, 热导率可达1000~1600W·m-1·K-1。碳纳米管是由碳原子形成的单层或多层石墨卷曲形成的低维结构材料。碳纳米管具有良好的导电性和导热性,且只能在一维方向上(轴向)传递热能。据报道,长 2.6μm、直径为 1.7nm 的碳纳米管在室温下的热导率达 3500W·m-1·K-1。将碳纳米管加入聚合物中可获得低填充量高导热聚合物基复合材料。石墨烯是一种从石墨中剥离出来单层碳原子面材料,具有由单层碳原子以正六边形紧密排列构成的呈蜂窝状的二维平面结构。单层悬浮石墨烯的室温热导率可达到3000~5300W·m-1·K-1。国内已成功制备出了696.78cm2的单层石墨烯,这将大大扩展石墨烯的应用前景,将对手机、平板电脑等电子消费终端产品的设计和制造带来深远的影响。