Pwogrè rechèch nan materyèl Graphene Kondiktif
1. Estati rechèch nan fim grafik
Graphene se yon estrikti bag kabòn ki gen sis manm bag ak estrikti ibrid, ak divès kalite pwopriyete fizik ak chimik yo trè ki estab. Konpare ak materyèl metal tradisyonèl tankou kwiv ak aliminyòm, graf gen yon pi wo nan-avyon konduktivite tèmik. Paske nan estrikti espesyal li yo, grafene gen pi ba dansite, bon estabilite tèmik, ultra-wo konduktivite elektrik, transmisyon limyè ekselan ak pi bon pwopriyete mekanik. Graphene se yon chwa ideyal kòm yon eleman aditif nan materyèl tèmik. An menm tan an, fim nan grafik ka itilize kòm yon koule chalè nan eleman elektwonik, tache ak sifas la nan eleman elektwonik ki fasil jenere chalè, e menm dispèse chalè a ki te pwodwi pa sous la chalè. Pami yo, pi wo konduktivite tèmik ak pi bon efè dissipation chalè se fim nan atifisyèl grafit kondiktif tèmik jwenn nan fim poliimid atravè pwosesis grafit. Konduktivite tèmik nan direksyon avyon an ka rive jwenn 700 ~ 1950W∙m-1∙K-1, ak epesè a se 10 ~ 100 μm, ak bon konduktivite tèmik.
Wang Wen et al. te ajoute graf nanoshets nan polypropylene, ki ka ogmante kondwit tèmik li yo pa otan ke 14 fwa. Chen et al. konpoze grafin ak nanocellulose nan filtraj vakyòm, ki anpil amelyore konduktivite tèmik la ak pwopriyete mekanik nan grafene / cellulose nan fim konpoze. Chante et al. konbine grafik ak nanocellulose nan yon cellulose / redwi fim grafik oksid ibrid atravè kouch-pa-kouch pwòp tèt ou-kouch pwòp tèt ou-kouch, ki montre yon estrikti trè lòd. Sepandan, konbinezon an nan matris la ak graf manje yon anpil nan enèji epi yo pa ka reyalize gwo-echèl pwodiksyon an.
Nan kontèks sa a, etid la nan fim grafik segondè grafik gen de siyifikasyon enpòtan. Youn nan se ke akòz pri a segondè nan fim atifisyèl grafit ak difikilte pou prepare fim poliimid-wo kalite, endistri a espere ke fim tèmik segondè grafik ka itilize kòm plan altènatif. Dezyèmman, akòz demann lan ogmante pou dissipation chalè nan pwodwi elektwonik, nouvo solisyon dissipation chalè mande pou pa sèlman kondiksyon tèmik segondè nan fim nan tèmik, men tou, yon epesè sèten nan fim nan tèmik kondiktif ogmante flux la kondisyon chalè nan direksyon avyon an. Nan fim nan atifisyèl grafit, akòz degre nan oryantasyon poliimid molekilè, grafitize poliimid tèmik la gen pi wo kondwit tèmik sèlman lè epesè a piti. Fim nan tèmik tèmik fasil yo dwe fèt nan yon fim epè tèmik (~ 100 μm), ki gen bon kandida aplikasyon nan sistèm nan jesyon tèmik nan nouvo aparèy elektwonik.
2.Teknik Rechèch sou epesè fim Grafik
Preparasyon an nan fim pi epè grafik fim tèmik se kounye a yon sijè rechèch cho. Teyorikman pale, ogmante epesè a nan fim nan grafik, sèlman yon fim oksid pi epè ka aplike. Sepandan, gen pwoblèm sa yo nan operasyon aktyèl: (1) Bon jan kalite a nan fim nan epè ki te fòme pa kouto kouto pa wo. Akòz konsantrasyon ki ba nan dispèsyon an oksid grafik (mwens pase 10%), rès la nan oksid la grafik se dlo, ki mande pou yon tan long evapore. Flak oksid grafik yo kominike avèk molécules dlo nan obligasyon idwojèn, ak molekil dlo yo sove lè yo evapore, se konsa ke flak yo oksid grafik fòme kwa-lyen nan lyen idwojèn, fòme yon "po lèt"-tankou fim sou sifas la. Fim sa a mens ralanti evaporasyon an nan dlo andedan dispèsyon an oksid grafik, ak lakòz fèy oksid la grafik gen oryantasyon konsistan, ki diminye bon jan kalite a nan fim nan.
(2) Li difisil pou jwenn yon fim epè nan yon metòd yon sèl-etap. Akòz konsantrasyon an ki ba nan dispèsyon an oksid grafik, li enposib prepare yon fim oksid grafik ak yon epesè nan ~ 100μm nan yon moman kèlkeswa metòd tankou kouto kouto, vire kouch oswa flite. Luo et al. te jwenn ke fim nan oksid grafik ka toujou gen lyezon youn ak lòt anba kondisyon enfiltrasyon dlo dezye apre yo te evapore nan sèk. Fenomèn sa a rive paske kouch oksid grafik yo konekte youn ak lòt atravè lyen idwojèn anba aksyon an nan dlo. Se konsa, ke fim nan oksid grafik ka pase tankou papye. Zhang et al. itilize yon metòd menm jan an anfle fim nan oksid prepare nan dlo epi kole li kouch pa kouch. Apre siye, laprès cho, grafitizasyon, ak frèt peze, yon fim ultra-epè ak yon epesè nan 200 μm te jwenn. Li se 1224 W∙m-1∙K-1, ak efè dissipation chalè mezire pa kamera a enfrawouj se pi bon pase sa yo ki an kwiv, aliminyòm ak mens-kouch grafik fim tèmik. Koulye a, gen relativman kèk etid sou preparasyon an nan 100-mikwo epè segondè fim tèmik segondè fim grafik. Anplis de sa nan anflamasyon ak lyezon, sipèpoze a nan fim oksid grafik kapab tou reyalize pa metòd tankou chofaj elektrik ak lyezon metal. Fim Grafik ak epesè mikwòb ak kondwit tèmik segondè bay nouvo lide.
3. Pespektiv
Avèk devlopman nan gwo-echèl teknoloji preparasyon grafik, kondwit tèmik la nan fim nan trè tèmik ki kondiktif grafik prepare ki baze sou metòd oksid grafik la ka rive jwenn 2000W∙m-1∙K-1. Kondiktivite tèmik la nan fim nan grafik segondè grafik segondè ekivalan a sa yo ki an-wo kalite grafit fim poliimid pou aplikasyon endistriyèl, epi li gen pi ba pri ak pi bon kontwole epesè. An menm tan an, grafik, kòm yon de-dimansyon tèmik filler tèmik, se fasil konstwi yon rezo twa-dimansyon tèmik nan yon matris polymère, e li gen bon espwa aplikasyon nan materyèl koòdone tèmik. Pa amelyore dispèsyon an nan grafik nan matris la polymère ak bati yon graf twa-dimansyon grafik tèmik rezo kondwit tèmik, kondiktivite tèmik nan tradisyonèl tèmik konpoze tèmik la se plizyè fwa pi wo pase sa yo ki an polymère, ak rapò a ranpli pi ba pase sa yo ki an tradisyonèl kondiktif tèmik. Graphene, si wi ou non yo itilize kòm yon fim pwòp tèt ou-sipòte fim tèmik oswa kòm yon ranpli tèmik pou materyèl koòdone tèmik, pral jwe yon wòl enpòtan nan pwochen jenerasyon an nan aplikasyon pou chalè elektwonik elektwonik.
