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导热石墨片

作者：本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核发表时间：2019-04-18 08:54:48浏览量：6905【小中大】

导热石墨片是一种全新的导热散热材料，沿两个方均匀导热，屏蔽热源与组件的同时改进消费电子产品的性能。颜色一般是黑色，材质是天然石墨经过精致加工，导热系数在水平方向高达1500W/M-K。使用IC、CPU、MOS、LED、散热片、LCD-TV、笔记本电脑、通讯设备、无线交换机、DVD、手持设备等。

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简介

石墨散热片（3K-SBP），是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。产品均匀散热的同时也在厚度方面提供热隔离。导热石墨片其分子结构示意图如下：

石墨导热解决方案独特的散热和隔热性能组合让导热石墨成为热量管理解决方案的杰出材料选择。导热石墨片平面内具有150-1500 W/m-K范围内的超高导热性能。

导热石墨材料(Thermal Flexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物.薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素,但是却有金属材料的导电,导热性能,还具有象有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能,因此,导热石墨在电子,通信,照明,航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用.

石墨导热材料给热量管理工业提供了一个综合高性能的独特解决方案。导热石墨材料通过一系列不同的热量管理解决应用给需求日益广泛的工业散热领域带来新的技术方案热石墨材料产品提供了电子工业热量管理的创新新技术。导热石墨通过在减轻器件重量的情况下提供更优异的导热性能，导热石墨散热解决方案是热设计的崭新应用方案。导热石墨有效的解决电子设备的热设计难题 [1] 。

项目	MB天然石墨散热膜	测试方法
厚度（mm)	0.07/0.1	ASTMD374
工作温度（°C)	-50~500	-
导热系数（水平面）	400~700W/m-k	Angstrom’s Method
导热系（数垂直方向）	10-15	ASTMD5470

胶带膜超薄石墨片：
石墨膜有独特的高结晶、晶格取向，碳原子成层状结构，在其层内的碳原子排成正六角形，每一个碳与相邻的碳之间等距相连，每一层中的碳按六方环状排列，每一个晶胞4个C原子，每个C原子最外层3个电子，石墨层间靠范德瓦尔斯力结合，层内C-C原子间距=0.142nm，层间原子C-C间距=0.335nm。石墨膜该材料具有极高导热系数，导热率沿膜方向可达1900W/m.k、沿垂直方向可17W/m.k。它的产品适用领域非常广泛，在导热材料领域是一种革命性技术应用突破

导热石墨片特性

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特性：表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合以满足更多的设计功能和需要。

低热阻：热阻比铝低40%，比铜低20%。

重量轻：重量比铝轻25%，比铜轻75%。

高导热系数：石墨散热片能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，并能依客户的需求作任何形式的切割。

优点

石墨膜易于加工，便于安装。

人工石墨膜以其高导热高可靠性、轻薄、易于加工、环保等优良特性广泛的应用于新能源、节能改造等重要新兴行业，如光伏逆变器、风力变流器、变频器，并且在LED等电力电子技术领域中有巨大的应用前景。当然，该类产品最广泛用于智能手机，如苹果手机、三星手机中。同时在笔记本、手持设备、通信基地站设备得到商业应用。

人工合成

使用传统硅胶会产生的问题：

a、发生硅油分离、污染周围器件；

b、产生硅氧烷导致电子器件的接触不良。

使用石墨膜的优势：

a、可靠性提高；

b、不会发生硅氧烷、不污染周围器件、环保。

(1)以天然鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨,并用热剥离成石墨烯,或者利用超声波分散剥离为氧化石墨烯,再化学还原成石墨烯。采用SEM、TEM、HRTEM、XRD和Raman系统考察石墨烯的形貌和结构等性能。

(2)以石墨烯为基体,钛酸四丁酯为钛源,首先采用溶胶-水热法制备了二氧化钛/石墨烯纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman对二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的晶体结构、颗粒形貌和化学组成进行了表征,结果显示合成的二氧化钛纳米晶为锐钛矿结构,结晶状况良好,二氧化钛和石墨烯复合效果较好。研究了纳米晶体的光催化性能,结果表明二氧化钛/石墨烯催化性能较高。

(3)以氧化石墨烯为基体,醋酸锌为锌源,采用溶胶法制备了氧化锌/石墨烯纳米复合材料。结果显示合成的氧化锌纳米晶为六边纤锌矿结构,且是单晶结构,氧化锌和石墨烯复合效果比较理想。并研究了其光催化性能,结果表明石墨烯/氧化锌有较高的催化效率,测定了复合材料的荧光效应,讨论了石墨烯/氧化锌催化效率提高的机理。

(4)以氧化石墨烯为基体,醋酸镉为镉源,硫脲为硫源,采用溶胶法制备了硫化镉/石墨烯纳米复合材料。结果显示合成的硫化镉纳米晶为结构,硫化镉和石墨烯复合效果很好。并研究了其光催化性能,结果表明复合材料有较高的催化效率 [1] 。

研究内容

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具体研究内容包括以下三个部分：

1、采用氧化还原法合成石墨烯,制备石墨烯修饰电极检测DNA四个碱基，电化学研究发现,石墨烯修饰玻碳电极能够实现对DNA四个碱基的同时检测。将石墨烯与碳纳米管、β-环糊精复合，碳纳米管有效的降低了石墨烯的的聚集，研究了石墨烯/碳纳米管/β-环糊精修饰电极的电化学性能，可以用于鸟嘌呤核苷的高灵敏检测,该修饰电极能够推广应用于其它生物分子的测定中。

2、将生物大分子单链DNA(ssDNA)与石墨烯功能化组装,制备的具有生物相容性的ssDNA-石墨烯复合材料在水溶液中能够长期保存不发生沉降,提高了石墨烯在水溶液中的稳定性。ssDNA-石墨烯复合材料比表面积大、生物相容性好，是优异的氧化还原酶固定化材料。将ssDNA-石墨烯复合材料固定葡萄糖氧化酶制备葡萄糖传感器,葡萄糖氧化酶实现了直接电化学并且保持生物活性,电子转移速率为4.14s-1,对葡萄糖检测具有较好的抗干扰性和稳定性。

3、采用原位合成法制备石墨烯-四氧化三铁纳米复合材料,四氧化三铁增加了石墨烯在水中的分散性和稳定性,分别用磁铁和磁强计测试表明石墨烯-四氧化三铁纳米复合材料具有磁性。制备石墨烯-四氧化三铁修饰电极,电化学研究表明,石墨烯-四氧化三铁复合材料对过氧化氢具有催化作用,最低检测限为5.4μmol·L-1,对抗坏血酸和尿酸具有抗干扰性。石墨烯-四氧化三铁纳米复合材料在电化学领域具有潜在的应用前景。

应用

广泛的应用于PDP、LCD TV 、Notebook PC、UMPC、Flat Panel Display 、MPU 、Projector 、Power Supply、LED等电子产品石墨散热材料。石墨散热材料已大量应用於通讯工业、医疗设备，SONY/DELL/Samsung笔记本，中兴手机，Samsung PDP, PC 之内存条，LED基板等散热。

产品应用（Application）：LED、散热片、LCD-TV、笔记本电脑、通讯设备、无线交换机、DVD、手持设备、摄像机/数码相机、移动电话 [1]

2019-04-18 6905人浏览

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