在現(xiàn)代電子設(shè)備中加強(qiáng)熱管理已變得比以往任何時(shí)候都更加重要和具有挑戰(zhàn)性。在這一領(lǐng)域的一個(gè)有前途的解決方案是利用基于石蠟( PW )的相變材料( PCMs )。然而，這些PCMs的開發(fā)和應(yīng)用面臨兩大障礙：形狀穩(wěn)定性差和熱導(dǎo)率低。在這項(xiàng)研究中，我們通過普通的發(fā)泡和熱處理技術(shù)成功制備了純石墨烯微納米孔薄膜( GMNFs )。這些GMNFs可以同時(shí)為純PW提供高的熱導(dǎo)率和穩(wěn)定的支撐框架，從而產(chǎn)生基于石墨烯的相變材料( GPCMs )。當(dāng)純石墨烯框架的比例為20.6 wt %時(shí)，制備的GPCM具有高達(dá)208.08 W·m
-1·K
-1的熱導(dǎo)率和156.97 J·g
-1的相變潛熱。此外，GPCM在高達(dá)147.4℃的溫度下，也表現(xiàn)出異常的穩(wěn)定性和最小的質(zhì)量損失，超過了電子器件的正常工作條件。通過對(duì)GMNFs進(jìn)行改性，可以方便地調(diào)節(jié)GPCMs的性能，以滿足不同的熱管理需求。這些發(fā)現(xiàn)突出了GPCMs在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用于電子器件方面的巨大潛力。
圖1. (a)GPCM的合成過程示意圖；掃描電鏡圖像：(b) GOF; (c) GMNF; (d) GPCM。
圖2. (a) GOF、PW、GMNF和GPCM的拉曼光譜；C1s的XPS光譜：(b)GOF; (c)GMNF; (d)GPCM。
圖3. (a) PW和GPCM的DSC曲線;(b)PW、GMNF、GPCM的比熱容曲線;(c)PW、GMNF、GPCM的TG曲線;(d)100次循環(huán)試驗(yàn)前后GPCM的DSC曲線。
圖4. (a)GPCM和PPCM附著在熱板上時(shí)的模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖;(b) 圖a中熱板相應(yīng)的溫度變化;(c)GPCM和PPCM作為TIMs時(shí)的模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖;(d)圖c中熱板相應(yīng)的溫度變化。
圖5. SEM圖像：(a)GMNF-1; (b) GMNF-2; (c) GPCM-1; (d) GPCM-2；DSC曲線:(e)GPCM-1; (f) GPCM-2。
相關(guān)研究成果由昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院Wentian Huang等人于2024年發(fā)表在Applied Thermal Engineering (https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.122958)上。原文：Highly thermal conductive Graphene/Paraffin composite for efficient thermal management of electronics
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
