Aukšto šilumos laidumo plastikai rodo nepaprastus „Transformerių induktorių“ talentus, elektroninį komponentų šilumos išsklaidymą, specialius kabelius, elektroninę pakuotę, šiluminius puodus ir kitus laukus, kad jų geras apdorojimo efektyvumas, maža kaina ir puikus šilumos laidumas. Aukštas šilumos laidumo plastikas su grafenu kaip užpildu gali atitikti didelio tankio ir didelio integracijos surinkimo vystymosi reikalavimus šiluminio valdymo ir elektronikos pramonėje.

Įprastiniai šilumos laidūs plastikai daugiausia užpildomi dideliu šilumos laidžiamu metalu arba neorganinėmis užpildo dalelėmis, kad būtų vienodai užpildytos polimero matricos medžiagos. Kai užpildo kiekis pasiekia tam tikrą lygį, užpildas sudaro į grandinę panašią ir tinklo morfologiją sistemoje, tai yra termiškai laidžioje tinklo grandinėje. Kai šių šilumos laidžių tinklų grandinių orientacijos kryptis yra lygiagreti šilumos srauto krypčiai, sistemos šilumos laidumas yra labai pagerintas.

Aukštas šilumos laidus plastikas suAnglies nanomedžiagos grafenasKadangi užpildas gali atitikti didelio tankio ir didelio integracijos surinkimo kūrimo reikalavimus šilumos valdymo ir elektronikos pramonėje. Pavyzdžiui, gryno poliamido 6 (PA6) šilumos laidumas yra 0,338 W / (m · k), užpildytas 50% aliuminio oksido, kompozito šilumos laidumas yra 1,57 karto didesnis nei gryno PA6; Pridėjus 25% modifikuoto cinko oksido, kompozito šiluminis laidumas yra tris kartus didesnis nei gryno PA6. Pridėjus 20% grafeno nanosheet, kompozito šiluminis laidumas siekia 4,11 W/(m • k), kuris padidėja daugiau nei 15 kartų nei gryna PA6, o tai rodo didžiulį grafeno potencialą šiluminio valdymo lauke.

1. Grafeno/polimero kompozitų paruošimas ir šilumos laidumas

Grafeno/polimero kompozitų šiluminis laidumas yra neatsiejamas nuo apdorojimo sąlygų paruošimo procese. Skirtingi paruošimo metodai daro įtaką užpildo dispersijai, sąsajai ir erdvinei struktūrai matricoje, o šie veiksniai lemia kompozito standumą, stiprumą, tvirtumą ir lankstumą. Kalbant apie dabartinius tyrimus, grafeno/polimerų kompozitams, grafeno dispersijos laipsnį ir grafeno lakštų lupimo laipsnį galima valdyti kontroliuojant šlyties, temperatūros ir poliarinius tirpiklius.

2.

2.1 Papildomas grafeno kiekis

Didelio šilumos laidumo plastikoje, užpildytame grafenu, didėjant grafeno kiekiui, sistemoje palaipsniui formuojasi šilumos laidžiosios tinklo grandinė, o tai labai pagerina kompozicinės medžiagos šilumos laidumą.

Tiriant epoksidinės dervos (EP) pagrįstų grafeno kompozitų šilumos laidumą, nustatyta, kad grafeno (apie 4 sluoksnių) užpildymo santykis gali padidinti EP šilumos laidumą maždaug 30 kartų iki 6,44. W/(m • k), o tradiciniams šilumos laidžiems užpildams reikia 70% (tūrio dalis) užpildo, kad šis poveikis būtų pasiektas.

2.2 grafeno sluoksnių skaičius
Daugiasluoksnių grafeno tyrimuose apie 1–10 grafeno sluoksnių nustatyta, kad kai grafeno sluoksnių skaičius padidėjo nuo 2 iki 4, šilumos laidumas sumažėjo nuo 2 800 W/(m • k) iki 1300 W/(m • k). Iš to išplaukia, kad grafeno šilumos laidumas linkęs mažėti didėjant sluoksnių skaičiui.

Taip yra todėl, kad daugiasluoksnis grafenas laikui bėgant aglomerate, todėl šilumos laidumas sumažės. Tuo pačiu metu grafeno defektai ir krašto sutrikimas sumažins grafeno šilumos laidumą.

2.3 substrato tipai
Pagrindiniai didelio šilumos laidumo plastikų komponentai yra matricos medžiagos ir užpildai. Grafenas yra geriausias užpildų pasirinkimas dėl puikaus šilumos laidumo. Skirtingos matricos kompozicijos daro įtaką šilumos laidumui. Poliamidas (PA) pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis, atsparumu šilumai, atsparumui dilimui, mažo trinties koeficientui, tam tikram antipirenams, lengvai apdorojimui, tinkamam modifikavimui, kad pagerintų jo veikimą ir išplėstų taikymo lauką.

Tyrimo metu nustatyta, kad kai grafeno tūrio dalis yra 5%, kompozito šilumos laidumas yra 4 kartus didesnis nei įprasto polimero, o kai grafeno tūrio dalis padidėja iki 40%, kompozito šilumos laidumas padidėja 20 kartų. .

2.4 Grafeno išdėstymas ir pasiskirstymas matricoje
Nustatyta, kad kryptinis vertikalus grafeno sukrovimas gali pagerinti jo šilumos laidumą.
Be to, užpildo pasiskirstymas matricoje taip pat turi įtakos kompozito šilumos laidumui. Kai užpildas yra tolygiai išsisklaidęs matricoje ir sudaro termiškai laidžią tinklo grandinę, kompozito šiluminis laidumas žymiai pagerinamas.

2.5 Sąsajos pasipriešinimas ir sąsajos jungties stiprumas
Apskritai, neorganinių užpildo dalelių ir organinės dervos matricos sąsajų suderinamumas yra prastas, o užpildo dalelės yra lengvai aglomeruojamos matricoje, todėl sunku sudaryti vienodą dispersiją. Be to, dėl neorganinių užpildo dalelių ir matricos paviršiaus įtempio skirtumo apsunkina užpildo dalelių paviršių sudrėkinti dervos matrica, todėl jų abiejų sąsajoje yra tuštumos, todėl padidėja polimero kompozicijos sąsajos šiluminis atsparumas.

3. Išvada
Didelis šilumos laidumo plastikas, užpildytas grafenu, turi didelį šilumos laidumą ir gerą šiluminį stabilumą, o jų vystymosi perspektyvos yra labai plačios. Be šilumos laidumo, grafenas pasižymi ir kitomis puikiomis savybėmis, tokiomis kaip didelis stiprumas, didelės elektrinės ir optinės savybės, ir plačiai naudojamas mobiliuosiuose įrenginiuose, kosmoso ir naujų energijos baterijose.

„Hongwu Nano“ nuo 2002 m. Tyrinėjo ir plėtoja nanomedžiagas ir, remdamasis subrendusiomis patirtimi ir pažangiomis technologijomis, į rinką orientuota, „Hongwu Nano“ teikia įvairias profesionalias pritaikytas paslaugas, kad vartotojams būtų suteikta įvairių profesionalių sprendimų efektyvesnėms praktinėms programoms.