本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯制備石墨膜及其導(dǎo)熱性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著微電子集成與組裝技術(shù)的飛速發(fā)展以及高功率密度器件的集成使用,電子器件的功率密度和發(fā)熱量逐漸增大,散熱已成為電子行業(yè)面臨的關(guān)鍵問題。石墨膜材料具有面向熱導(dǎo)率高,晶面熱膨脹系數(shù)小,熱阻低,重量輕等優(yōu)點,受到科學(xué)家的廣泛關(guān)注。特別是近年發(fā)展的石墨烯材料,更是有望應(yīng)用于電子產(chǎn)品的散熱領(lǐng)域。本文以氧化石墨烯為原料,采用涂覆法制備高導(dǎo)熱石墨膜材料,主要對涂覆法制備石墨膜的成膜工藝進(jìn)行探究,并研究高溫?zé)崽幚韺κ?dǎo)熱性能的影響,最后還對石墨膜導(dǎo)熱性進(jìn)行了實際應(yīng)用測試和分析。首先,采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯,再通過涂覆法將其涂覆成膜,研究了涂覆法制備石墨膜的工藝條件。研究發(fā)現(xiàn),基板、氧化石墨烯溶液的濃度、涂覆厚度以及干燥程度等對石墨膜的成膜性和熱擴散系數(shù)有很大的影響。(1)采用涂覆法制備石墨膜時應(yīng)選用乙基板等表面比較光滑的基板;(2)氧化石墨烯溶液的濃度應(yīng)控制在20-35mg/m L,此濃度范圍內(nèi)的氧化石墨烯溶液既容易與基板粘合又易涂覆均勻;(3)還原劑的濃度應(yīng)選用40mg/L;(4)還原時間應(yīng)選擇4h;(5)緩慢升溫所得的石墨膜的完整性和導(dǎo)熱性比較好。其次,通過對化學(xué)還原的石墨膜進(jìn)行不同溫度下的熱處理來研究高溫?zé)崽幚韺κの⒂^結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):高溫?zé)崽幚頃故け砻嫘纬纱罅繗馀菔酵蛊?在微觀結(jié)構(gòu)上致使石墨片層間間距加大形成膨脹結(jié)構(gòu),同時石墨膜內(nèi)的含氧基團在高溫下進(jìn)一步被還原,熱擴散系數(shù)加大,電阻率減小。最后,用模擬芯片測試了石墨膜的散熱效果,并將石墨膜貼于某品牌手機中實際測試了石墨膜的降溫效果。在采用陶瓷加熱裝置的薄膜散熱測量方案中,50mm的方形薄膜所帶來的散熱降大約為5℃;在實際的手機散熱測試中,利用特定的程序和紅外分析儀測量石墨膜的散熱效果,結(jié)果在熱像儀相同的測量條件下獲得散熱降為3℃。從兩次方案的設(shè)計分析中,可以推斷出,所制得的石墨膜材料在應(yīng)用層次上是有效可行的。
【關(guān)鍵詞】：石墨膜 氧化石墨烯膜 涂覆法 熱擴散系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O613.71;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 課題背景及研究的目的意義10-11
• 1.2 石墨導(dǎo)熱膜的實際應(yīng)用11-13
• 1.3 石墨材料的導(dǎo)熱機制13-14
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-23
• 1.4.1 金剛石碳膜15
• 1.4.2 熱解石墨膜15-17
• 1.4.3 摻雜石墨17
• 1.4.4 膨脹石墨紙（膨脹石墨膜）17-18
• 1.4.5 高導(dǎo)熱碳泡沫18
• 1.4.6 高導(dǎo)熱碳纖維和碳/碳復(fù)合材料18-19
• 1.4.7 石墨烯膜19-23
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容23-24
• 第2章 實驗材料、方法及設(shè)備24-28
• 2.1 引言24
• 2.2 主要原料及化學(xué)試劑24
• 2.3 主要檢測儀器與設(shè)備24-25
• 2.4 材料的表征25-26
• 2.4.1 X射線衍射分析儀25
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡25-26
• 2.4.3 拉曼光譜分析26
• 2.4.4 差熱-熱重分析26
• 2.5 材料的性能測試26-28
• 2.5.1 電阻率測量26
• 2.5.2 熱擴散系數(shù)的測量26-27
• 2.5.3 抗拉強度測量27-28
• 第3章 石墨膜成膜工藝探索28-49
• 3.1 引言28
• 3.2 石墨膜的制備28-29
• 3.2.1 氧化石墨烯的制備28-29
• 3.2.2 涂覆法制備石墨膜29
• 3.3 結(jié)果與討論29-45
• 3.3.1 基板對石墨膜成膜性的影響29-30
• 3.3.2 氧化石墨烯濃度對石墨膜成膜性的影響30-34
• 3.3.3 刷膜厚度對石墨膜的影響34-37
• 3.3.4 氧化石墨烯的干燥程度和溫度對成膜性的影響37-38
• 3.3.5 還原劑的濃度對石墨膜的影響38-40
• 3.3.6 還原時間對石墨膜的影響40-41
• 3.3.7 還原溫度對石墨膜的影響41-44
• 3.3.8 還原后石墨膜的干燥條件對成膜性的影響44-45
• 3.4 材料結(jié)構(gòu)與成分分析45-47
• 3.4.1 石墨膜SEM分析45-46
• 3.4.2 石墨膜XRD分析46
• 3.4.3 石墨膜拉曼光譜分析46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第4章 熱處理對石墨膜的影響49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗49-50
• 4.3 SEM50-51
• 4.4 XRD51-52
• 4.5 拉曼光譜分析52-53
• 4.6 熱重分析53
• 4.7 熱擴散系數(shù)53-55
• 4.8 電阻率和方阻55-56
• 4.9 本章小結(jié)56-57
• 第5章 石墨膜的實際應(yīng)用測試與分析57-63
• 5.1 引言57
• 5.2 陶瓷加熱體散熱實驗57-61
• 5.3 手機實際散熱實驗61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王海旺;陳曉紅;宋懷河;胡子君;李同起;;高導(dǎo)熱石墨材料微觀結(jié)構(gòu)與其導(dǎo)熱性能的關(guān)系研究[J];炭素;2008年03期

2 郭子蘭;A.M.Strydom;;四探針原理新設(shè)計的低溫電阻率測量裝置[J];實驗室研究與探索;2010年11期

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  本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯制備石墨膜及其導(dǎo)熱性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：412363