उच्च थर्मल चालकता प्लॅस्टिक ट्रान्सफॉर्मर इंडक्टर्स, इलेक्ट्रॉनिक घटक उष्णता नष्ट करणे, विशेष केबल्स, इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंग, थर्मल पॉटिंग आणि इतर फील्डमध्ये त्यांच्या चांगल्या प्रक्रिया कार्यक्षमतेसाठी, कमी किंमत आणि उत्कृष्ट थर्मल चालकता यासाठी असामान्य प्रतिभा दर्शवतात.फिलर म्हणून ग्राफीनसह उच्च थर्मल चालकता प्लास्टिक थर्मल व्यवस्थापन आणि इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगात उच्च घनता आणि उच्च एकत्रीकरण असेंब्ली विकासाच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकते.

पारंपारिक थर्मल कंडक्टिव प्लॅस्टिक मुख्यत्वे उच्च उष्णता-संवाहक धातू किंवा अजैविक फिलर कणांनी भरलेले असते जेणेकरुन पॉलिमर मॅट्रिक्स सामग्री समान रीतीने भरली जावी.जेव्हा फिलरचे प्रमाण एका विशिष्ट स्तरावर पोहोचते, तेव्हा फिलर सिस्टममध्ये एक साखळी-सदृश आणि नेटवर्क-सदृश मॉर्फोलॉजी बनवते, म्हणजेच थर्मलली प्रवाहकीय नेटवर्क साखळी.जेव्हा या उष्णता वाहक जाळीच्या साखळ्यांची अभिमुखता दिशा उष्णता प्रवाहाच्या दिशेने समांतर असते, तेव्हा प्रणालीची थर्मल चालकता मोठ्या प्रमाणात सुधारली जाते.

सह उच्च थर्मल प्रवाहकीय प्लास्टिककार्बन नॅनोमटेरियल ग्राफीनफिलर थर्मल मॅनेजमेंट आणि इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगात उच्च घनता आणि उच्च एकत्रीकरण असेंब्ली विकासाच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकतो.उदाहरणार्थ, शुद्ध पॉलिमाइड 6 (PA6) ची थर्मल चालकता 0.338 W / (m · K) आहे, जेव्हा 50% अॅल्युमिना भरली जाते, तेव्हा संमिश्राची थर्मल चालकता शुद्ध PA6 च्या 1.57 पट असते;25% सुधारित झिंक ऑक्साईड जोडताना, कंपोझिटची थर्मल चालकता शुद्ध PA6 पेक्षा तीन पट जास्त असते.जेव्हा 20% ग्राफीन नॅनोशीट जोडले जाते, तेव्हा कंपोझिटची थर्मल चालकता 4.11 W/(m•K) पर्यंत पोहोचते, जी शुद्ध PA6 पेक्षा 15 पटीने वाढते, जी थर्मल व्यवस्थापनाच्या क्षेत्रात ग्राफीनची प्रचंड क्षमता दर्शवते.

1. ग्राफीन/पॉलिमर कंपोझिटची तयारी आणि थर्मल चालकता

ग्राफीन/पॉलिमर कंपोझिटची थर्मल चालकता तयारी प्रक्रियेतील प्रक्रिया परिस्थितीपासून अविभाज्य आहे.वेगवेगळ्या तयारी पद्धतींमुळे मॅट्रिक्समधील फिलरच्या फैलाव, इंटरफेसियल अॅक्शन आणि स्पेसियल स्ट्रक्चरमध्ये फरक पडतो आणि हे घटक कंपोझिटचा कडकपणा, ताकद, कडकपणा आणि लवचिकता निर्धारित करतात.जोपर्यंत सध्याच्या संशोधनाचा संबंध आहे, ग्राफीन/पॉलिमर कंपोझिटसाठी, ग्राफीनच्या विखुरण्याची डिग्री आणि ग्राफीन शीट्सच्या सोलण्याची डिग्री कातरणे, तापमान आणि ध्रुवीय सॉल्व्हेंट्स नियंत्रित करून नियंत्रित केली जाऊ शकते.

2. उच्च थर्मल चालकता प्लास्टिक भरलेल्या ग्राफीनच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे घटक

2.1 ग्राफीनची अतिरिक्त रक्कम

ग्राफीनने भरलेल्या उच्च थर्मल चालकता प्लास्टिकमध्ये, ग्राफीनचे प्रमाण जसजसे वाढते, तसतसे प्रणालीमध्ये थर्मल प्रवाहकीय नेटवर्क साखळी तयार होते, ज्यामुळे संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता मोठ्या प्रमाणात सुधारते.

इपॉक्सी रेझिन (EP)-आधारित ग्राफीन कंपोझिटच्या थर्मल चालकतेचा अभ्यास करून, असे आढळून आले आहे की ग्राफीनचे भरण्याचे प्रमाण (सुमारे 4 स्तर) EP ची थर्मल चालकता सुमारे 30 पटीने 6.44 पर्यंत वाढवू शकते.W/(m•K), तर पारंपारिक थर्मल कंडक्टिव फिलर्सना हा प्रभाव साध्य करण्यासाठी फिलरच्या 70% (व्हॉल्यूम फ्रॅक्शन) आवश्यक असतात.

2.2 ग्राफीनच्या थरांची संख्या
मल्टीलेअर ग्राफीनसाठी, ग्राफीनच्या 1-10 स्तरांवरील अभ्यासात असे आढळून आले की जेव्हा ग्राफीनच्या थरांची संख्या 2 वरून 4 पर्यंत वाढवली गेली तेव्हा थर्मल चालकता 2 800 W/(m•K) वरून 1300 W/(m•K) पर्यंत कमी झाली. ).हे खालीलप्रमाणे आहे की थरांच्या संख्येच्या वाढीसह ग्राफीनची थर्मल चालकता कमी होते.

याचे कारण असे की बहुस्तरीय ग्राफीन कालांतराने एकत्रित होईल, ज्यामुळे थर्मल चालकता कमी होईल.त्याच वेळी, ग्राफीनमधील दोष आणि काठाच्या विकृतीमुळे ग्राफीनची थर्मल चालकता कमी होईल.

२.३ सब्सट्रेटचे प्रकार
उच्च थर्मल चालकता प्लॅस्टिकच्या मुख्य घटकांमध्ये मॅट्रिक्स सामग्री आणि फिलर्स समाविष्ट आहेत.उत्कृष्ट थर्मल चालकतेमुळे फिलरसाठी ग्राफीन हा सर्वोत्तम पर्याय आहे. भिन्न मॅट्रिक्स रचना थर्मल चालकतेवर परिणाम करतात.पॉलिमाइड (पीए) मध्ये चांगले यांत्रिक गुणधर्म, उष्णता प्रतिरोधकता, पोशाख प्रतिरोधकता, कमी घर्षण गुणांक, विशिष्ट ज्योत रिटार्डन्सी, सुलभ प्रक्रिया, बदल भरण्यासाठी योग्य, त्याचे कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी आणि ऍप्लिकेशन फील्डचा विस्तार करण्यासाठी आहे.

अभ्यासात असे आढळून आले की जेव्हा ग्रॅफीनचा व्हॉल्यूम अपूर्णांक 5% असतो, तेव्हा कंपोझिटची थर्मल चालकता सामान्य पॉलिमरपेक्षा 4 पट जास्त असते आणि जेव्हा ग्राफीनचा व्हॉल्यूम अपूर्णांक 40% पर्यंत वाढवला जातो तेव्हा कंपोझिटची थर्मल चालकता 20 पटीने वाढले आहे..

2.4 मॅट्रिक्समध्ये ग्राफीनची व्यवस्था आणि वितरण
असे आढळून आले आहे की ग्राफीनचे दिशात्मक अनुलंब स्टॅकिंग त्याची थर्मल चालकता सुधारू शकते.
याव्यतिरिक्त, मॅट्रिक्समध्ये फिलरचे वितरण देखील मिश्रित थर्मल चालकता प्रभावित करते.जेव्हा फिलर मॅट्रिक्समध्ये एकसमानपणे विखुरला जातो आणि थर्मलली प्रवाहकीय नेटवर्क साखळी तयार करतो, तेव्हा कंपोझिटची थर्मल चालकता लक्षणीयरीत्या सुधारली जाते.

2.5 इंटरफेस प्रतिरोध आणि इंटरफेस कपलिंग सामर्थ्य
सर्वसाधारणपणे, अकार्बनिक फिलर कण आणि सेंद्रिय रेझिन मॅट्रिक्स यांच्यातील इंटरफेसियल सुसंगतता खराब आहे आणि फिलर कण मॅट्रिक्समध्ये सहजपणे एकत्रित होतात, ज्यामुळे एकसमान फैलाव तयार करणे कठीण होते.याव्यतिरिक्त, अकार्बनिक फिलर कण आणि मॅट्रिक्स यांच्यातील पृष्ठभागावरील तणावातील फरकामुळे फिलर कणांच्या पृष्ठभागावर रेझिन मॅट्रिक्सने ओले करणे कठीण होते, परिणामी दोन्हीमधील इंटरफेसमध्ये व्हॉईड्स तयार होतात, ज्यामुळे इंटरफेसियल थर्मल प्रतिरोधकता वाढते. पॉलिमर संमिश्र.

3. निष्कर्ष
ग्राफीनने भरलेल्या उच्च थर्मल चालकता प्लास्टिकमध्ये उच्च थर्मल चालकता आणि चांगली थर्मल स्थिरता असते आणि त्यांच्या विकासाच्या शक्यता खूप विस्तृत असतात.थर्मल चालकता व्यतिरिक्त, ग्राफीनमध्ये इतर उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, जसे की उच्च शक्ती, उच्च विद्युत आणि ऑप्टिकल गुणधर्म आणि मोबाइल उपकरणे, एरोस्पेस आणि नवीन ऊर्जा बॅटरीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

Hongwu Nano 2002 पासून नॅनोमटेरिअल्सवर संशोधन आणि विकास करत आहे आणि परिपक्व अनुभव आणि प्रगत तंत्रज्ञानाच्या आधारे, बाजारपेठाभिमुख, Hongwu Nano वापरकर्त्यांना अधिक कार्यक्षम व्यावहारिक अनुप्रयोगांसाठी विविध व्यावसायिक समाधाने प्रदान करण्यासाठी वैविध्यपूर्ण व्यावसायिक सानुकूलित सेवा प्रदान करते.