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上海大学刘建影团队--大规模生产厚石墨烯薄膜用于下一代热管理应用
阅读次数:1399  更新时间:2020-07-01

上海大学刘建影团队--大规模生产厚石墨烯薄膜用于下一代热管理应用

        随着人们对便携式电子设备日益增长的集成需求和更好性能需要,预计系统工作温度将继续升高,最终导致功能性能和可靠性退化。因此,发展有效散热和降低热密度的热管理材料是十分必要的。目前存在的热解石墨薄膜(PGF)是不理想的,由于其低的热通量承载能力或低的热导率,以及较差的机械性能。这项工作通过用超厚(≥75µm)石墨烯薄膜(GF)代替PGF,其热通量承载能力提高了三倍,于是解决了这一难题。大结晶度和牢固结构的共轭赋予了GF优异的导热性能(高达1204±35 W m-1 K-1),良好的热通量承载能力和良好的可折叠性(5000次循环折叠)。除此之外,这种GF的制备是基于经济有效的准工业方法,联合连续高压的均化工艺(HPH),在热管理应用方面显示出巨大的潜力。


Figure1. a)原始GTO薄片的SEM图,b)通过HPH制备sGO悬浮液的示意图,c)制备GO的示意图,d)不同回合HPH后悬浮液的粘度和pH值变化。


Figure 2. a)两个HPH 回合后sGO薄片的AFM图,b)高倍率的AFM图,c)相应的横截面图,dsGO的侧片尺寸直方图,esGO薄片的厚度直方图。


Figure 3. aGOFGFs-140GFs-1500GFs-2850XPS总谱,b)高分辨率C 1s XPS谱,cXRD图,d)拉曼光谱,eGFs-2850的洛伦兹拟合拉曼G’峰,f)未加压GFs-2850表面的SEM图,g)未加压GFs-2850的横截面图,h)压制GFs-2850的俯视图,i)压制GFs-2850的侧视图。

Figure 4. a)不同厚度GF的光学图,b)厚GFPGF的面内热导率,cGFPGF的热导率统计,d)机械压制过程的示意图,ePGF-75GF-75PGF-220GF-220红外热图,f)在标准模板中220μmGFPGF的红外热图,g-h)弯曲试验后GFPGF的表面形态变化SEM图,i)弯曲试验前后的GFPGF红外热对比图。

该研究工作由上海大学刘建影教授及其研究团队(于2020年发表在Carbon期刊上。原文:Scalable Production of Thick Graphene Film for Next Generation Thermal Management Application。


来源:石墨烯杂志



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