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上海大學(xué)劉建影團(tuán)隊(duì)--大規(guī)模生產(chǎn)厚石墨烯薄膜用于下一代熱管理應(yīng)用
      隨著人們對便攜式電子設(shè)備日益增長的集成需求和更好性能需要,預(yù)計(jì)系統(tǒng)工作溫度將繼續(xù)升高,最終導(dǎo)致功能性能和可靠性退化。因此,發(fā)展有效散熱和降低熱密度的熱管理材料是十分必要的。目前存在的熱解石墨薄膜(PGF)是不理想的,由于其低的熱通量承載能力或低的熱導(dǎo)率,以及較差的機(jī)械性能。這項(xiàng)工作通過用超厚(≥75µm)石墨烯薄膜(GF)代替PGF,其熱通量承載能力提高了三倍,于是解決了這一難題。大結(jié)晶度和牢固結(jié)構(gòu)的共軛賦予了GF優(yōu)異的導(dǎo)熱性能(高達(dá)1204±35 W m-1 K-1),良好的熱通量承載能力和良好的可折疊性(5000次循環(huán)折疊)。除此之外,這種GF的制備是基于經(jīng)濟(jì)有效的準(zhǔn)工業(yè)方法,聯(lián)合連續(xù)高壓的均化工藝(HPH),在熱管理應(yīng)用方面顯示出巨大的潛力。

Figure1. a)原始GTO薄片的SEM圖,b)通過HPH制備sGO懸浮液的示意圖,c)制備GO的示意圖,d)不同回合HPH后懸浮液的粘度和pH值變化。
 

Figure 2. a)兩個HPH 回合后sGO薄片的AFM圖,b)高倍率的AFM圖,c)相應(yīng)的橫截面圖,d)sGO的側(cè)片尺寸直方圖,e)sGO薄片的厚度直方圖。
 

Figure 3. a)GOF,GFs-140,GFs-1500,GFs-2850的XPS總譜,b)高分辨率C 1s XPS譜,c)XRD圖,d)拉曼光譜,e)GFs-2850的洛倫茲擬合拉曼G’峰,f)未加壓GFs-2850表面的SEM圖,g)未加壓GFs-2850的橫截面圖,h)壓制GFs-2850的俯視圖,i)壓制GFs-2850的側(cè)視圖。

 
Figure 4. a)不同厚度GF的光學(xué)圖,b)厚GF和PGF的面內(nèi)熱導(dǎo)率,c)GF和PGF的熱導(dǎo)率統(tǒng)計(jì),d)機(jī)械壓制過程的示意圖,e)PGF-75,GF-75,PGF-220,GF-220紅外熱圖,f)在標(biāo)準(zhǔn)模板中220μmGF和PGF的紅外熱圖,g-h)彎曲試驗(yàn)后GF和PGF的表面形態(tài)變化SEM圖,i)彎曲試驗(yàn)前后的GF和PGF紅外熱對比圖。

      該研究工作由上海大學(xué)劉建影教授及其研究團(tuán)隊(duì)(于2020年發(fā)表在Carbon期刊上。原文:Scalable Production of Thick Graphene Film for Next Generation Thermal Management Application。

摘自《石墨烯雜志》公眾號:

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