本文關鍵詞：還原氧化石墨烯薄膜的制備及其導熱性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯是由單層碳原子構成的新型二維材料,具有極高的熱導率,較強的機械性能和較低的密度,被視為一種很有前景的新型散熱材料。目前基于石墨烯本征傳熱研究很多,涉及其薄膜應用的導熱研究很少,開展石墨烯薄膜的可控制備、導熱性能的研究對石墨烯薄膜材料在微電子器件領域的散熱應用具有重要意義。本工作利用改善的Hummers法制備了氧化石墨烯(GO),通過真空抽濾法制備得到GO薄膜,研究了還原方法、碳納米管添加對還原氧化石墨烯(RGO)薄膜微觀結構和導熱性能的影響。(1)利用HI酸、硅片夾制熱還原和HI酸加熱處理的方法對GO薄膜還原,得到自支撐的RGO薄膜。三種還原方式都使GO薄膜生成空隙,導致其(002)面取向度變差,密度相比于GO薄膜也有所降低,但其還原后面內熱導率得到提高,可達到373 W/mK。(2)采用熱壓法對GO薄膜進行了還原,相比于硅片夾制熱還原,熱壓還原使RGO薄膜的柔韌性得到明顯提高。隨著熱壓壓力提高,RGO薄膜的石墨烯片層間距(d002)減小,類石墨堆疊高度(Lc)增大,(002)面取向度越高。熱壓還原薄膜的密度可達到1.96 g/cm3,熱導率達2423 W/mK。(3)采用抽濾法制備了添加碳納米管(CNTs)的GO薄膜,由于CNTs高的表面能使其在GO薄膜中發(fā)生團聚,從而對RGO薄膜的導熱性能提升不明顯。
【關鍵詞】：還原氧化石墨烯薄膜 自支撐 取向度 三維極圖 熱導率
【學位授予單位】：上海應用技術學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.11;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 石墨烯簡介11-14
• 1.1.1 石墨烯的結構11-12
• 1.1.2 石墨烯的性能12-14
• 1.2 石墨烯的制備方法14-17
• 1.2.1 微機械剝離法14-15
• 1.2.2 SiC熱解外延生長法15
• 1.2.3 化學氣相沉積法(CVD)15
• 1.2.4 化學氧化還原法15
• 1.2.5 碳納米管軸向切割法15-17
• 1.2.6 微波法17
• 1.3 石墨烯的應用17-18
• 1.3.1 化學電源17
• 1.3.2 太陽能電池17
• 1.3.3 納米復合材料17-18
• 1.3.4 傳感器18
• 1.3.5 催化劑18
• 1.4 高導熱炭基功能材料18-20
• 1.4.1 高取向熱解石墨18-19
• 1.4.2 泡沫碳19
• 1.4.3 碳納米管19
• 1.4.4 碳纖維19-20
• 1.4.5 石墨烯20
• 1.5 碳材料導熱機理20-21
• 1.6 薄膜制備實驗方法21
• 1.7 本課題研究目的和意義21
• 1.8 本課題研究內容21-23
• 第2章 實驗部分23-31
• 2.1 實驗原料及設備23-24
• 2.1.1 實驗試劑與原料23
• 2.1.2 實驗儀器設備23-24
• 2.2 實驗方法24
• 2.3 試驗樣品的表征設備24-29
• 2.3.1 XRD測試24
• 2.3.2 AFM測試24-25
• 2.3.3 SEM測試25
• 2.3.4 XPS測試25
• 2.3.5 TG-DSC測試25
• 2.3.6 Raman測試25-26
• 2.3.7 IR表征26
• 2.3.8 極圖測量(取向表征)26-29
• 2.4 熱擴散測試29-31
• 第3章 還原過程對氧化石墨烯薄膜微觀結構和導熱性能的影響31-44
• 3.1 實驗過程31-33
• 3.1.1 氧化石墨烯的制備31-32
• 3.1.2 薄膜的制備32
• 3.1.3 薄膜的還原32-33
• 3.2 結果與討論33-43
• 3.2.1 AFM分析33-34
• 3.2.2 XPS分析34-36
• 3.2.3 熱重分析36-37
• 3.2.4 SEM分析37-38
• 3.2.5 XRD分析38-39
• 3.2.6 拉曼光譜分析39-40
• 3.2.7 極圖表征40-41
• 3.2.8 導熱性能表征41-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第4章 熱壓還原對氧化石墨烯薄膜微觀結構的影響44-57
• 4.1 實驗方案44
• 4.2 結果與討論44-56
• 4.2.1 XRD表征44-46
• 4.2.2 SEM表征46-47
• 4.2.3 取向分析47-48
• 4.2.4 XPS分析48-50
• 4.2.5 熱重分析50
• 4.2.6 薄膜導熱性能的測試及分析50-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第5章. CNTs的摻雜對還原氧化石墨烯薄膜導熱性能的影響57-65
• 5.1 試驗過程57-58
• 5.2 結果與討論58-64
• 5.2.1 SEM分析58-59
• 5.2.2 XRD分析59-60
• 5.2.3 拉曼光譜分析60-62
• 5.2.4 熱穩(wěn)定分析62-63
• 5.2.5 導熱性能測試分析63-64
• 5.3 本章小結64-65
• 第6章 結論及展望65-67
• 6.1 論文主要結論65
• 6.2 論文創(chuàng)新之處65-66
• 6.3 今后工作展望66-67
• 參考文獻67-72
• 致謝72-73
• 論文成果73

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