人工合成石墨導(dǎo)熱膜是近年來剛剛興起的最先進(jìn)的導(dǎo)熱材料

1、人工合成石墨導(dǎo)熱膜是近年來剛剛興起的最先進(jìn)的導(dǎo)熱材料常用的抗信息泄露(電磁屏蔽)材料以金屬或合金為主，如銅、鐵、鎳、鐵-硅-硼合金等, 這些材料在很多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,但是也存在一些不足，如密度大、施工較復(fù)雜、質(zhì)地堅(jiān)硬較 難成形等。膨脹石墨(EG)密度小、質(zhì)軟、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性良好，具有好的導(dǎo)電性，對高 頻段(30 MHz以上)電磁輻射有較高的屏蔽效能。然而，由于石墨本身是抗磁性的，低頻段電磁屏蔽效能相對較低,為了改善低頻的屏蔽效能，可 以將磁性金屬或合金微粒負(fù)載到膨脹石墨中，調(diào)節(jié)復(fù)合材料電性質(zhì)和磁性質(zhì)，得到寬頻范圍電 磁屏蔽效能優(yōu)異的材料。課題組前期工作表明，對于300kHz的低頻電磁波，

2、在EG上植入磁性 金屬或合金納米顆粒可以把電磁屏蔽效能從原來的43 dB提高到5372.5 dB，而對高頻段電 磁屏蔽效能沒有顯著影響；金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%左右時(shí)，材料的屏蔽效能較好。全球第一條石墨烯生產(chǎn)線近日在浙江省慈溪市慈東濱海區(qū)正式開工建設(shè)，項(xiàng)目一期投資2.1 億元，預(yù)計(jì)年產(chǎn)石墨烯300噸。據(jù)了解，這也是全球首個(gè)石墨烯規(guī)?；a(chǎn)項(xiàng)目。據(jù)有關(guān)專家介紹，石墨烯是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬的納米材料。它不但可以用來 開發(fā)制造紙片一樣的超輕型飛機(jī)材料，還能做出超堅(jiān)韌的防彈衣。在鋰電池、晶體管、觸摸 屏、基因測序等領(lǐng)域，石墨烯也大有用武之地。如果平板電腦的處理器采用石墨烯材料來制 造，可以3個(gè)

3、月都不用充電。專家分析，石墨烯的市場潛力可達(dá)上百億元。人工合成石墨導(dǎo)熱膜是近年來剛剛興起的最先進(jìn)的導(dǎo)熱材料。該材料具有極高導(dǎo)熱系數(shù)(1500W/m-K)，且不含其他填料及粘結(jié)劑，具有很高的穩(wěn)定性，可以在較小間隙，非絕 緣環(huán)境中廣泛使用。它的商用化，在導(dǎo)熱材料領(lǐng)域是一種革命性技術(shù)應(yīng)用突破。據(jù)悉，從2011年以來，中石偉業(yè)與德國專業(yè)公司開展了為期一年的聯(lián)合技術(shù)研發(fā)合作圍繞 人工石墨的原材料控制，工藝制程，參數(shù)控制，設(shè)備選型等方面進(jìn)行了深入研究研發(fā)并生產(chǎn) 的VanoC人工合成石墨膜是在極高溫度環(huán)境下，通過人工合成的方法，制得的一種高結(jié)晶 態(tài)石墨膜，它在膜結(jié)晶面上有極高導(dǎo)熱率:600-1600W/m-

4、k，比銅好1-3倍，比天然膨脹石墨膜 要好2-5倍，是十分理想的均熱材料，用于消除局部熱點(diǎn)，平滑溫度梯度；可以在熱點(diǎn)和散 熱體之間充當(dāng)熱傳輸橋梁；它在厚度方向可以達(dá)到6-15W/m-K，可與導(dǎo)熱脂、相變材料比 擬，可以用來替代導(dǎo)熱脂和導(dǎo)熱相變材料，從根本上解決熱界面材料老化問題。VanoC同時(shí) 具有非常好的電磁屏蔽性能，在10M-10GHz區(qū)間，屏蔽效能可達(dá)到90dB以上。VanoC材料有三種主要用途：1.作為優(yōu)質(zhì)熱擴(kuò)散材料，在智能手機(jī)和平板電腦中，消除熱點(diǎn)， 增加產(chǎn)品舒適度；2.作為熱界面材料，代替硅脂，在大功率模塊和LED等中，將熱有效傳 遞給散熱體；3.作為超薄被動“熱管”，在高密度結(jié)構(gòu)

5、如手機(jī)筆記本中，將“熱端”的熱熱 傳遞到一定距離外的“冷端”。中石公司人工石墨膜的應(yīng)用方面已擁有多項(xiàng)發(fā)明專利，成為 該領(lǐng)域內(nèi)知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)跑者。VanoC具備薄、輕的優(yōu)點(diǎn)，其根據(jù)厚度劃分，共有0.0125mm、0.025mm、0.07mm、0.1mm4 個(gè)系列化產(chǎn)品，讓電子設(shè)備產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)小型化、薄型化以及輕型化，并在較小間隙且非絕 緣環(huán)境中廣泛使用，在一定程度上滿足了消費(fèi)者對電子產(chǎn)品又薄又輕的需求，同時(shí)也可以為 客戶節(jié)省更多的運(yùn)輸成本。VanoC具備使用方便性，同時(shí)也非常環(huán)保，作為新興的功率器件如IGBT與散熱器間界面材 料，被用來替代導(dǎo)熱硅脂，解決了在高溫、冷熱循環(huán)的環(huán)境下發(fā)生硅油分離，產(chǎn)生硅

6、氧烷導(dǎo) 致電子器件的接觸不良，且污染周圍器件的問題。使用傳統(tǒng)硅膠會產(chǎn)生的問題：使用VanoC的優(yōu)勢：a、 發(fā)生硅油分離、污染周圍器件a、可靠性提高b、產(chǎn)生硅氧烷導(dǎo)致電子器件的接觸不良b、不會發(fā)生硅氧烷、不污染周圍器件、環(huán)保VanoC易于加工，便于安裝，中石偉業(yè)可以提供帶背膠和不帶背膠的VanoC合成石墨導(dǎo)熱 膜產(chǎn)品，也可以制成片材或按客戶的要求規(guī)格進(jìn)行打切。VanoC以其高導(dǎo)熱高可靠性、輕薄、易于加工、環(huán)保等優(yōu)良特性廣泛的應(yīng)用于新能源、節(jié)能 改造等重要新興行業(yè)，如光伏逆變器、風(fēng)力變流器、變頻器，并且在LED等電力電子技術(shù) 領(lǐng)域中有巨大的應(yīng)用前景。當(dāng)然，該類產(chǎn)品最廣泛用于智能手機(jī)，如蘋果手機(jī)、三

7、星手機(jī)中。 同時(shí)在筆記本、手持設(shè)備、通信基地站設(shè)備得到商業(yè)應(yīng)用。以天然鱗片石墨為原料，采用Hummers法制備氧化石墨,并用熱剝離成石墨烯，或者利用超 聲波分散剝離為氧化石墨烯，再化學(xué)還原成石墨烯。采用SEM、TEM、HRTEM、XRD和Raman 系統(tǒng)考察石墨烯的形貌和結(jié)構(gòu)等性能。以石墨烯為基體,鈦酸四丁酯為鈦源，首先采用溶膠-水熱法制備了二氧化鈦/石墨烯納米復(fù) 合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman對二氧化鈦/石墨烯納米復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、 顆粒形貌和化學(xué)組成進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示合成的二氧化鈦納米晶為銳鈦礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶狀況良 好，二氧化鈦和石墨烯復(fù)合效果較好。研究了納米晶體的光催化性

8、能，結(jié)果表明二氧化鈦/石墨 烯催化性能較高。以氧化石墨烯為基體，醋酸鋅為鋅源,采用溶膠法制備了氧化鋅/石墨烯納米復(fù)合材料。利用 XRD、SEM、TEM和Raman對納米復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示 合成的氧化鋅納米晶為六邊纖鋅礦結(jié)構(gòu),且是單晶結(jié)構(gòu)，氧化鋅和石墨烯復(fù)合效果比較理想。 并研究了其光催化性能，結(jié)果表明石墨烯/氧化鋅有較高的催化效率，測定了復(fù)合材料的熒光 效應(yīng)，討論了石墨烯/氧化鋅催化效率提高的機(jī)理。以氧化石墨烯為基體，醋酸鎘為鎘源，硫脲為硫源，采用溶膠法制備了硫化鎘/石墨烯納米復(fù) 合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman對納米復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形貌進(jìn)行

9、了 表征。結(jié)果顯示合成的硫化鎘納米晶為結(jié)構(gòu)，硫化鎘和石墨烯復(fù)合效果很好。并研究了其光 催化性能，結(jié)果表明復(fù)合材料有較高的催化效率。修飾電極能夠推廣應(yīng)用于其它生物分子的測定中 具體研究內(nèi)容包括以下三個(gè)部分：1、采用氧化還原法合成石墨烯，制備石墨烯修飾電極檢測DNA四個(gè)堿基，電化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)， 石墨烯修飾玻碳電極能夠?qū)崿F(xiàn)對DNA四個(gè)堿基的同時(shí)檢測。將石墨烯與碳納米管、p -環(huán)糊 精復(fù)合，碳納米管有效的降低了石墨烯的的聚集，研究了石墨烯/碳納米管/8 -環(huán)糊精修飾電極 的電化學(xué)性能，可以用于鳥嘌吟核苷的高靈敏檢測,該修飾電極能夠推廣應(yīng)用于其它生物分子 的測定中。2、將生物大分子單鏈DNA(ssDNA)與石墨烯功能化組裝，制備的具有生物相容性的ssDNA- 石墨烯復(fù)合材料在水溶液中能夠長期保存不發(fā)生沉降提高了石墨烯在水溶液中的穩(wěn)定性。 ssDNA-石墨烯復(fù)合材料比表面積大、生物相容性好，是優(yōu)異的氧化還原酶固定化材料。將 ssDNA-石墨烯復(fù)合材料固定葡萄糖氧化酶制備葡萄糖傳感器，葡萄糖氧化酶實(shí)現(xiàn)了直接電化 學(xué)并且保持生物活性，電子轉(zhuǎn)移速率為4.14s-1，對葡萄糖檢測具有較好的抗干擾性和穩(wěn)定性。3、采用原位合成法制備石墨烯-四氧化三鐵納米復(fù)合材料，四氧化三鐵增加了石墨烯在水中 的分散性和穩(wěn)