石墨散熱片和石墨烯

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1、石墨散熱片和石墨烯電子設備熱設計報告SX1102033張中健主要內容石墨散熱片石墨烯石墨散熱片的性質具有獨特的晶粒取向，沿兩個方向均勻導熱超高導熱性能，平面內150-1500W/m-K（Al250W/m-K，Cu390W/m-K）可塑性強、穩(wěn)定性高、質量輕成本低石墨散熱片的散熱原理石墨散熱片的散熱原理1.熱源獲得熱量2.從周向散走石墨散熱片的應用石墨散熱片通過在減輕器件重量的情況下提供更優(yōu)異的導熱散熱性能，能有效的解決電子設備的熱設計難題目前石墨散熱片已大量應用于通訊工業(yè)、筆記本、手機等。石墨散熱片的應用舉例小米手機中石墨散熱片的應用，小米手機采用1.4GHz雙核處理器高通M

2、SM8260，該處理發(fā)熱量相比是很高的，由于采用了使用散熱片，將熱量有效的傳導，使熱量均勻分布在手機機身上，從而不會有局部過熱和過熱死機的情況。石墨烯石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩(wěn)定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在。石墨烯的特性最薄最輕:厚0.34nm,比表面積2630m2/g載流子遷移率最高:室溫下20萬cm2/Vs（硅的100倍）,理論100萬cm2/Vs電流密度耐性最大:有望達到2億A/

3、cm2強度最大最堅硬:破壞強度42N/m,楊氏模量與金剛石相當導熱率最高:3000-5000W/mK石墨烯的制造微機械剝離法外延生長法氧化石墨還原法氣相沉積法微機械剝離法直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來。流程：高定向熱解石墨表面進行離子刻蝕產(chǎn)生微槽后將其用光刻膠粘到玻璃襯底上再用玻璃膠帶進行反復撕揭放入丙酮溶液中進行超聲一段時間最后將單晶硅片放入丙酮溶液中，利用范德華力或毛細管力將單層石墨烯“撈出”優(yōu)缺點：相對簡單的方法，缺點是能夠獲得的單層石墨烯的尺寸大小不一、不易控制，很難獲得足夠長度的石墨烯，不能滿足工業(yè)化需求。外延生長法單晶SiC中的硅原子蒸發(fā)，剩下的碳原子結構

4、重排形成石墨烯面積較大、質量較高。但單晶SiC的價格昂貴，成本非常高，而且生長條件也很苛刻，不易轉移到別的基體上使用。電介質氧化石墨還原法將天然石墨與強酸和強氧化物質反應生成氧化石墨經(jīng)過超聲分散制備成氧化石墨烯加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團，得到石墨烯成本低，石墨烯尺寸大，但是分子結構容易被破壞氣相沉積法將含碳原子的氣體有機物如甲烷、乙炔等在鎳或銅等金屬基體上高溫分解，脫出氫原子的碳原子會沉積吸附在金屬表面連續(xù)生長成石墨烯相對簡單易行，可以大面積成長，且或得到的石墨烯較為完整，質量較好，易轉移成本很高，很難達到工業(yè)化的要求。石墨烯的制造四種石墨烯生產(chǎn)方法的對比石墨烯的應

5、用石墨烯是一種技術含量非常高、應用潛力非常廣泛的碳材料，在半導體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、鋰離子電池、航天、軍工、新一代顯示器等傳統(tǒng)領域和新興領域都將帶來革命性的技術進步。石墨烯的應用碳納米管（卷曲即可形成）導熱材料（搞熱導率、高穩(wěn)定性）石墨烯晶體管（電導率高、發(fā)熱少）超級電容器（比表面積）提升鋰離子電池性能石墨烯晶體管由于硅材料本省的限制，硅基處理器的運行速度只能達到4-5GHz石墨烯擁有比硅更高的載流子遷移率，產(chǎn)生的熱量很少，石墨烯作為基質生產(chǎn)出的處理器能夠達到1THz石墨烯提升鋰離子電池性能負極材料（參雜）比容量mAh/g石墨烯540碳納米管730普通石墨370石墨烯推動超級電容

6、器發(fā)展通過導體表面來存儲電荷石墨烯有超大比表面積：單層2630m2/g電解液隔膜電極絕緣體