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(shè)備熱設(shè)計報告SX1102033張中健主要內(nèi)容石墨散熱片石墨烯石墨散熱片的性質(zhì)具有獨特的晶粒取向，沿兩個方向均勻?qū)岢邔?dǎo)熱性能，平面內(nèi)150-1500W/m-K（Al250W/m-K，Cu390W/m-K）可塑性強、穩(wěn)定性高、質(zhì)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(yīng)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(dǎo)熱散熱性能，能有效的解決電子設(shè)備的熱設(shè)計難題目前石墨散熱片已大量應(yīng)用于通訊工業(yè)、筆記本、手機等。石墨散熱片的應(yīng)用舉例

2、小米手機中石墨散熱片的應(yīng)用，小米手機采用1.4GHz雙核處理器高通MSM8260，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(dǎo)，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(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨穩(wěn)定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)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

3、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(dá)到2億A/cm2強度最大最堅硬:破壞強度42N/m,楊氏模量與金剛石相當(dāng)導(dǎo)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(jìn)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(jìn)行反復(fù)撕揭放入丙酮溶液中進(jìn)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

4、或毛細(xì)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(jié)構(gòu)重排形成石墨烯面積較大、質(zhì)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(zhuǎn)移到別的基體上使用。電介質(zhì)氧化石墨還原法將天然石墨與強酸和強氧化物質(zhì)反應(yīng)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(tuán)，得到石墨烯成本低，石墨烯尺寸大，但是分子結(jié)構(gòu)容易被破壞氣相沉積

5、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(zhì)量較好，易轉(zhuǎn)移成本很高，很難達(dá)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(yīng)用石墨烯是一種技術(shù)含量非常高、應(yīng)用潛力非常廣泛的碳材料，在半導(dǎo)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(lǐng)域和新興領(lǐng)域都將帶來革命性的技術(shù)進(jìn)步。石墨烯的應(yīng)用碳納米管（卷曲即可形成）導(dǎo)熱材料（搞熱導(dǎo)率、高穩(wěn)定性）石墨烯晶體管（

6、電導(dǎo)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(dá)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(zhì)生產(chǎn)出的處理器能夠達(dá)到1THz石墨烯提升鋰離子電池性能負(fù)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器發(fā)展通過導(dǎo)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