石墨烯導熱膜
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
石墨烯導熱膜的實例教程
8月21日，易成新能公告稱，為加快年產(chǎn)120萬m2石墨烯導熱膜新材料產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)，公司全資子公司開封平煤新型炭材料科技有限公司（簡稱開封炭素）擬投資設(shè)立控股子公司，新公司名稱擬定為河南開炭超導熱材料有限公司。
來源：百度
其中，開封炭素擬出資5850萬元，持股比例為43.33％，出資方式以前期投入的石墨烯導熱膜中試線資產(chǎn)、石墨烯導熱膜知識產(chǎn)權(quán)及貨幣出資；開封市卡爾文科技發(fā)展合伙企業(yè)（有限合伙）出資3950萬元，持股比例為29.26％，出資方式為石墨烯導熱膜知識產(chǎn)權(quán)、貨幣出資(其中貨幣出資200萬元)；開封時代新能源科技有限公司擬出資2600萬元，持股比例為19.26%，出資方式以前期投入的石墨烯導熱膜生產(chǎn)線資產(chǎn)作價出資；開封國順投資發(fā)展有限公司擬出資600萬元，持股比例為4.45%；開封市順發(fā)投資有限公司擬出資500萬元，持股比例為3.7%。
來源：百度咨訊
公告稱，通過與開封卡爾文（清華大學技術(shù)團隊）、開封國順、開封順發(fā)（開封市政府平臺公司的子公司）共同出資設(shè)立合資公司，可充分發(fā)揮合作各方在技術(shù)、人才、資金政策等方面優(yōu)勢，有利于降低投資成本和風險，為石墨烯導熱膜項目盡快達產(chǎn)達效奠定基礎(chǔ)。開封炭素根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展需要投資設(shè)立控股子公司，有利于加快石墨烯導熱膜新材料產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)，促進石墨烯導熱膜項目科技成果轉(zhuǎn)化，符合公司戰(zhàn)略規(guī)劃和經(jīng)營發(fā)展的需要。
1 石墨烯導熱膜
石墨烯具有本征的高熱導率，在理論計算和實驗測量中均得到了驗證。高導熱石墨烯膜作為散熱器可貼合在易發(fā)熱的電子元件的表面，將熱源產(chǎn)生的熱量均勻分散。研究高導熱石墨烯膜具有重要意義。
展開 在這一復合導熱膜的制備策略中，聚丙烯腈的添加比例高達50%，薄膜的導熱率和導電率分別為1282 W m-1 K-1和9.94×105 S m-1，這一熱導率甚至超過純石墨烯薄膜1201 W m-1 K-1。此外，利用石墨烯的自融合效應(yīng)，該薄膜可實現(xiàn)4-80 μm的厚度調(diào)控?？傊?，該方法為石墨烯誘導非石墨化合成及天然高分子制備高導熱膜開辟道路，為高分子在石墨烯限域空間下的形態(tài)調(diào)控提供了新思路。
圖1. 高導熱柔性石墨膜的制備策略及GO對PAN的限域誘導效果
將混合的GO和PAN刮涂成薄膜，經(jīng)過270 ℃熱壓和2800 ℃的高溫熱處理，實現(xiàn)了PAN的石墨化轉(zhuǎn)變及高導熱柔性石墨膜制備。通過對比，發(fā)現(xiàn)了PAN在GO誘導下可實現(xiàn)層狀化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及高結(jié)晶現(xiàn)象。
圖2. （a-d）不同含量GO對PAN限域誘導石墨化后的TEM圖像。（e）GO加入到PAN膜后，PAN的取向變化。（f-j）不同含量GO和PAN復合膜的XRD和Raman測試及其結(jié)構(gòu)變化
通過GO的層間限域，發(fā)現(xiàn)PAN可先后實現(xiàn)重新取向、層狀化及高度石墨化的過程。TEM結(jié)果表明了50% GO加入后，高導熱柔性石墨膜的截面展示出高度結(jié)晶性，層間距為0.337 nm。XRD和Raman結(jié)果均顯示了在加入50% GO時，該石墨膜呈現(xiàn)出最優(yōu)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)特點，表明了GO和PAN的協(xié)同效應(yīng)對高取向、高性能石墨膜具有重要貢獻。
圖3. （a-h）不同含量GO和PAN復合膜在熱處理前后的截面形貌SEM圖像。
展開 來源 | Nano-Micro Letters
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背景介紹
高導熱、高強度的柔性導熱復合材料已經(jīng)成為解決高功率密度柔性電子器件散熱問題的關(guān)鍵材料。石墨烯基導熱復合材料因石墨烯本征熱導率高和獨特的二維結(jié)構(gòu)，賦予其較好的導熱性能。然而復合材料中石墨烯納米片在干燥時會收縮引入褶皺，大大降低了復合材料導熱性能和力學性能的進一步提高。本文基于面內(nèi)拉伸策略和溶膠-凝膠-薄膜轉(zhuǎn)換法制備了消除石墨烯納米片褶皺的復合膜，提高了了石墨烯納米片沿面內(nèi)方向的取向度，并進一步增強了石墨烯納米片與基體之間的界面相互作用。制備的復合膜具有高熱導率(146 W/mK)、高拉伸強度(207 MPa)和高熱穩(wěn)定性的優(yōu)點，使其能夠作為熱管理材料有效冷卻柔性電子設(shè)備。石墨烯基導熱復合材料可作為高效熱管理材料用于冷卻高功率電子器件。然而，將柔性石墨烯納米片組裝成宏觀導熱復合材料時，在基于溶液的自發(fā)干燥過程中，毛細管力誘導石墨烯納米片向內(nèi)收縮形成褶皺，從而大大降低了復合材料的熱導率。
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成果掠影
近日，南京大學姚亞剛團隊針對高功率器件的散熱所使用的導熱復合材料取得最新進展。通過對具有氫鍵和π-π相互作用的石墨烯納米片/芳綸納米纖維(GNS/ANF)復合水凝膠網(wǎng)絡(luò)進行平面內(nèi)拉伸，抑制了石墨烯納米片在干燥過程中由于毛細作用力導致的向內(nèi)收縮，消除了石墨烯納米片的褶皺并使之在平面內(nèi)高度取向排列，從而產(chǎn)生了快速的面內(nèi)熱傳遞通道。消除了石墨烯納米片褶皺的復合膜(GNS/ANF-60 wt%)具有高熱導率(146 W/mK)和高拉伸強度(207 MPa)，這些優(yōu)異性能的結(jié)合使GNS/ANF復合膜能夠有效地用于冷卻柔性LED芯片和智能手機，在柔性電子設(shè)備的熱管理中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
展開 到目前為止，國內(nèi)外多個研究團隊都開展了石墨烯導熱材料的制備研究，并取得了重要的研究成果。
本文簡要綜述了石墨烯基薄片及其復合材料的最新研究進展，總結(jié)并討論了石墨烯晶粒的橫向尺寸、缺陷，石墨烯基薄片的厚度和密度以及熱處理工藝等影響導熱性能的主要因素，最后，對目前制備高導熱石墨烯薄膜過程中存在的問題和發(fā)展趨勢進行了評述，以期為未來石墨烯基熱管理材料性能的提高提供指導。
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石墨烯基導熱材料
自 2004 年，英國的曼徹斯特大學的Geim 和 Novoselov首次用透明膠帶機械剝離獲得了單層的二維石墨烯，關(guān)于石墨烯物理化學性能的研究報道便層出不窮，其優(yōu)異的導電和導熱性更是獲得越來越多的關(guān)注。目前石墨烯基導熱材料的制備方法主要包括化學氣相沉積（CVD）、真空抽濾、涂覆等。本節(jié)將總結(jié)目前制備石墨烯基導熱材料的主要方法，并分析未來進一步提高性能的主要途徑。
1.1 少層石墨烯導熱薄膜
CVD 因具有可控、高質(zhì)量生長石墨烯的優(yōu)點而引起國內(nèi)外關(guān)注，據(jù)報道石墨烯薄膜可在多個襯底上生長，如 Fe、Cu 和 Ni、Pt 等。例如美國萊斯大學的 Lou 和佐治亞理工學院 Zhu 等通過 CVD 方法制備了石墨烯，并對其進行了原位納米力學測試，發(fā)現(xiàn)斷裂應(yīng)力大大低于石墨烯的固有強度。
得克薩斯大學奧斯汀分校的 Ruoff 教授等開發(fā)了一種 CVD 工藝，能夠在 300 mm 的大尺寸銅膜上生長單層石墨烯。
展開 然而，室溫下導熱系數(shù)在0.1 ~ 0.5 W/(m K)之間的純聚合物無法滿足要求。到目前為止，與結(jié)構(gòu)復雜、合成工藝復雜的導電聚合物相比，高導熱填料復合材料因其簡單有效而得到了廣泛的應(yīng)用。采用氧化鋁、石墨烯(G)、碳化硅和六方氮化硼(h-BN)等多種導電填料增強聚合物基體的導熱系數(shù)。其中，氮化硼納米片(BNNSs, 導熱系數(shù)為400.0 W/(m K)，楊氏模量為865 (GPa)是典型的二維材料，因其低滲透閾值和高縱橫比而備受關(guān)注。然而，由于隨機分散的BNNSs或部分定向的BNNSs無法將其各向異性的優(yōu)勢發(fā)揮到最高水平，復合膜通常表現(xiàn)出中等的導熱系數(shù)，與理論預(yù)測相差甚遠。因此，高導熱系數(shù)的氮化硼基柔性聚合物薄膜的制備仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。
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成果掠影
近期，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所的虞錦洪教授、香港理工大學徐林麗教授和中國科學院大連化學物理研究所李勇教授取得新進展。本文提出了一種基于燃燒合成技術(shù)的快速高產(chǎn)方法，將BNNSs與石墨烯(G)緊密結(jié)合作為雜化填料，將G原位生長在BNNSs的表面和層間，形成特殊的G@BNNS異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。由G@BNNS填料和纖維素納米纖維(CNF)基質(zhì)經(jīng)過濾制成的可折疊導熱復合薄膜，其面內(nèi)和面外導熱系數(shù)分別為125.0和2.1 W/(mK)。如此高的導熱系數(shù)是由于G與BNNSs的作用降低了界面熱阻。利用該復合薄膜作為散熱片，可以在大功率LED器件中有效地進行高功率條件下的多次循環(huán)散熱，并且可以在平面方向上均勻散熱。研究結(jié)果表明，G@BNNS/CNF薄膜既能滿足現(xiàn)代電子器件的維護性能，又能滿足熱管理的散熱要求。
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石墨烯導熱膜的相關(guān)專題、標簽、搜索
石墨烯導熱膜的最新內(nèi)容
氮化鋁 (AlN)、氮化硅(Si3N4 )、氧化鈹 (BeO)；碳化硅 (SiC)、氮化硼 (BN) 等
熱沉材料：金屬/合金(半固態(tài)壓鑄件)；金剛石/銅、金剛石/鋁等復合材料，石墨/銅、石墨/鋁等復合材料，金屬基復合材料
導熱高分子：導熱塑料（PPS、PA6/PA66、PC、PP、PPA、LDPE、PEEK）、導熱絕緣塑料，導熱橡膠等
碳材料：石墨膜（PI膜）、碳納米管、碳纖維短纖、石墨烯導熱膜
冷卻管路及連接各部件等輔助散熱設(shè)備: 散熱風扇、散熱材料、增強散熱器、環(huán)境空氣交換設(shè)備;液冷核心技術(shù)與設(shè)備:包括冷板式液冷(含全液冷冷板服務(wù)器)浸沒式液冷(單相/兩相)、噴淋式液冷;冷模塊解耦設(shè)計智能溫控系統(tǒng)、流體分配技術(shù);關(guān)鍵零部件如冷卻液(氟化液、礦 物油等)、冷板、泵、閥門、快接頭、換熱器;漏液檢測設(shè)備、智能傳感器、相變材料(PCM);
材料創(chuàng)新: 高導熱金屬材料(鋁合金、銅合金)絕緣材料、密 封材料;石墨烯導熱膜
█展品范圍：
1、導熱散熱石墨：石墨烯、導熱石墨材料、石墨散熱膜、石墨化薄膜、導熱石墨、石墨散熱片、石墨膜、石墨絕緣膜、石墨膜卷材及相關(guān)設(shè)備等;
2、導熱散熱材料：離型膜、氧化鋁、球形氧化鋁、氫氧化鋁、球鋁、角鋁、氫鋁、微硅粉、氧化鋯、導熱粉體、石墨烯粉體、導熱膜、石墨烯薄膜、納米材料、納米碳材料、液態(tài)金屬導熱片、硅膠片、塑料、絕緣材料、界面材料、雙面膠、基板、導熱矽膠布、膠帶、碳納米管、金剛石
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面向極端熱管理的雙向高導熱且結(jié)構(gòu)超穩(wěn)定的石墨烯基厚膜
浙江大學高超、劉英軍、許震團隊提出了一種無縫鍵合組裝策略，采用輕質(zhì)高導熱的石墨烯薄膜和三元金屬納米層作為組裝單元，通過界面組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計，有效改善了石墨烯厚膜的界面結(jié)構(gòu)，獲得了結(jié)構(gòu)超穩(wěn)定且雙向高導熱的石墨烯厚膜。當厚度為250 μm時，其面內(nèi)和面外熱導率分別高達925.75 W/(mK)和7.03 W/(mK)。
來源 | Nano-Micro Letters
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背景介紹
超高速高頻電子器件的持續(xù)小型化和集成化給高效熱管理帶來了重大挑戰(zhàn)，因為它不可避免地會增加溫度并降低可靠性。這些挑戰(zhàn)在復雜的操作條件下尤為明顯，例如軍事、航天器、超級計算機和其他復雜場景。在這些極端應(yīng)用場景中，對熱管理材料提出了新的要求。液氮的低溫低至77 K，是一種多用途的冷源，用于核電站和航空航天
來源 | Nano-Micro Letters
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背景介紹
高導熱、高強度的柔性導熱復合材料已經(jīng)成為解決高功率密度柔性電子器件散熱問題的關(guān)鍵材料。石墨烯基導熱復合材料因石墨烯本征熱導率高和獨特的二維結(jié)構(gòu)，賦予其較好的導熱性能。然而復合材料中石墨烯納米片在干燥時會收縮引入褶皺，大大降低了復合材料導熱性能和力學性能的進一步提高。本文基于面內(nèi)拉伸策略和溶膠
目前消費電子產(chǎn)品常用的熱管理解決方案包括以下幾種：散熱器（Heat Sinks）；熱界面材料（Thermal Interface Materials），其中石墨烯導熱膜占據(jù)主要地位；熱管（Heat Pipes）；真空腔均熱板VC（Vapor Chamber）；風扇和冷卻系統(tǒng)（Fans and Cooling Systems），這些熱管理解決方案通常結(jié)合使用，以滿足消費電子產(chǎn)品對于熱量管理的需求。
開封炭素根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展需要投資設(shè)立控股子公司，有利于加快石墨烯導熱膜新材料產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)，促進石墨烯導熱膜項目科技成果轉(zhuǎn)化，符合公司戰(zhàn)略規(guī)劃和經(jīng)營發(fā)展的需要。
1 石墨烯導熱膜
石墨烯具有本征的高熱導率，在理論計算和實驗測量中均得到了驗證。高導熱石墨烯膜作為散熱器可貼合在易發(fā)熱的電子元件的表面，將熱源產(chǎn)生的熱量均勻分散。
來源 | Composites Communications
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背景介紹
隨著現(xiàn)代大功率器件向小型化、高集成化、多功能化方向發(fā)展，積熱與散熱問題已成為制約其進一步提高可靠性和使用壽命的主要因素。柔性聚合物復合薄膜在電子系統(tǒng)散熱中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，室溫下導熱系數(shù)在0.1 ~ 0.5 W/(m K
具有高焓值的有機相變材料（PCM）是理想的儲熱和放熱材料，有望促進熱能利用，緩解能源短缺問題。然而，普通有機相變材料固有的吸光性差、導熱性差、形狀穩(wěn)定性弱等缺點嚴重制約了太陽能的吸收、轉(zhuǎn)化和利用。近日，北京化工大學李曉鋒教授、于中振教授團隊通過在 2800 °C 下進行單向冷凍、凍干、碳化和石墨化，首次設(shè)計出了由預(yù)氧化聚丙烯腈（OPAN）/氧化石墨烯（GO
