中科院寧波材料所林正得研究員：石墨烯紙在熱界面材料上的應用
發布時間：
2021-12-10
隨著半導體芯片特征尺寸的減小和電子元器件封裝密度的提高，電子產品在工作時會產生大量的熱量，及時將產生的熱量排出可大幅提高電子產品的工作效率和使用壽命。而高效的熱管理技術是解決這一問題的關鍵，其核心環節即是填充于熱源和熱沉之間作為兩者熱量傳遞橋梁的熱界面材料。目前工業上最常用的熱界面材料主要是由柔性聚合物基體填充以高導熱陶瓷顆粒（比如氮化硼、氮化鋁、氧化鋁等）制備而成。然而，隨著電子封裝行業的快速發展，此類傳熱界面材料已難以滿足隨之而來的散熱需求。因此，亟需開發新型熱界面材料用以解決隨著半導體器件快速發展而帶來的不斷增長的熱管理問題。石墨烯是一種面內方向具有超高熱導率的新型材料，其主要是制作成石墨烯紙作為勻熱膜被廣泛應用在手機等便攜式電子產品上。將價格低廉的石墨烯紙制備成熱界面材料，可大幅推動石墨烯在熱界面材料領域的實際應用。
中科院寧波材料所林正得研究員課題組總結了近年來石墨烯紙在熱界面材料上的應用，受邀在《新型炭材料》（New Carbon Materials）上發表了最新綜述“A mini review: application of graphene paper in thermal interface materials”。該文綜述了石墨烯/聚合物復合紙、石墨烯/金屬復合紙、石墨烯/陶瓷復合紙和石墨烯/碳材料復合紙4種類型雜化石墨烯紙以及垂直排列的石墨烯紙結構。圍繞導熱夾層增強和石墨烯片垂直轉向兩個方向制備基于石墨烯紙的熱界面材料展開討論。聚焦不同導熱夾層材料與石墨烯之間的相互作用，探究導熱夾層材料的應用可行性，當導熱夾層材料與石墨烯片之間以共價鍵結合，可為熱量傳輸提供高效的連續通路。同時垂直排列的石墨烯結構充分利用了石墨烯紙原材料的超高面內熱導率，無疑也是一種行之有效的策略。展現了石墨烯紙在熱管理領域的巨大應用潛力，也提出了存在的不足和未來的發展方向。
文章來源：公眾號【新型炭材料】
材料,石墨,界面,導熱,應用,夾層,熱量,復合,之間
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