石墨烯有哪些應(yīng)用技術(shù)?
熱傳導(dǎo)進(jìn)程采取分散方法,但各種資料的導(dǎo)熱機(jī)理是不同的。學(xué)者對(duì)資料的導(dǎo)熱機(jī)理進(jìn)行了具體的石墨熱場(chǎng)評(píng)論。固體內(nèi)部的導(dǎo)熱載體分別為電子、聲子(點(diǎn)陣波) 、光子(電磁輻射)等三種。對(duì)聚合物而言,一般為飽滿系統(tǒng),無自在電子,導(dǎo)熱載體為聲子,熱傳導(dǎo)首要依靠晶格振蕩。聚合物相對(duì)分子質(zhì)量很大,具有多分散性,分子鏈則以無規(guī)則纏結(jié)方法存在,難以徹底結(jié)晶,再加上分子鏈的振蕩對(duì)聲子有散射作用,使聚合物資料的熱導(dǎo)率很小。
傳統(tǒng)要使聚合物具有更好的熱導(dǎo)率,可通過以下二種方法進(jìn)行改性:
(1) 組成具有高熱導(dǎo)率的聚合物;
(2) 用高熱導(dǎo)率物質(zhì)填充聚合物,制備聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合資料。生產(chǎn)實(shí)踐中一般選用添加高熱導(dǎo)率填料的方法來進(jìn)步高分子資料的熱導(dǎo)率,得到導(dǎo)熱高分子復(fù)合資料。
填充型導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱機(jī)理包括:
1.導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱功用取決于聚合物和導(dǎo)熱填料的相互作用,也便是解決界面技術(shù)及滲濾閾值的選定;
2.填料種類不同其導(dǎo)熱機(jī)理不同。其間,金屬填料是靠電子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)熱;非金屬填料首要依靠聲子導(dǎo)熱,其熱能分散速率首要取決于鄰近原子或結(jié)合基團(tuán)的振蕩。
3.導(dǎo)熱填料對(duì)導(dǎo)熱功用影響因素包括:填料種類、填料形體和粒徑、填料含量、填料外表處理方法及導(dǎo)熱機(jī)理。
咱們現(xiàn)在談到石墨烯,世界上最好的導(dǎo)熱資料,但基本上便是要先判斷是金屬還是非金屬填料后,再來評(píng)論適宜的導(dǎo)熱機(jī)理。石墨烯被界說為「半金屬」,從資料的視點(diǎn)來看,石墨烯每個(gè)碳原子透過σ鍵與相鄰的三個(gè)碳原子銜接,而每個(gè)碳原子剩下一個(gè)未成鍵的π電子與周圍的原子形成大p共軛結(jié)構(gòu),這樣π電子就能在石墨烯整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中自在運(yùn)動(dòng)。這時(shí)候電子透過p軌道重迭而發(fā)生離域,發(fā)生價(jià)帶充滿電子地延伸π系統(tǒng)。但電子在晶體上并不是徹底自在運(yùn)動(dòng)的,是受「勢(shì)場(chǎng)」與「聲子」影響。所以石墨烯兼具「電子運(yùn)動(dòng)」及「聲子導(dǎo)熱」兩種導(dǎo)熱機(jī)理。
石墨烯的熱傳導(dǎo)率跟著樣本大小呈對(duì)數(shù)遞加。石墨烯越長(zhǎng),每長(zhǎng)度單位傳遞的熱越多,這點(diǎn)咱們可以把它視為因?yàn)殚L(zhǎng)度較大,相同傳遞途徑下相對(duì)較短導(dǎo)致,這是二維碳原子層資料所發(fā)現(xiàn)另一個(gè)獨(dú)一無二的特點(diǎn)。
石墨烯垂直于平面之熱傳導(dǎo)率因?yàn)槁曌邮艿进櫆仙⑸涞挠绊懀瑫?huì)跟著石墨烯層數(shù)添加而降低。聲子是晶格振蕩的量子化方法,但當(dāng)兩個(gè)晶體有鴻溝不對(duì)齊時(shí),熱傳遞數(shù)值僅為1╱10。復(fù)合資料導(dǎo)熱功用的影響因素包括﹕石墨烯添加量、層數(shù)、基體種類及界面阻力,大致上還是遵循這個(gè)機(jī)制。
在某種導(dǎo)熱差的資料中參加石墨烯,導(dǎo)熱變化會(huì)很大么?這個(gè)問題便是涉及這么多的變量要考慮!因?yàn)槭┒嗍且詮?fù)材型態(tài)呈現(xiàn),首先要考慮的因子便是石墨烯與基材間的「界面阻力」問題,再來考慮「層數(shù)」及「橫向標(biāo)準(zhǔn)」,最終才會(huì)去考慮「滲濾閾值」及「性價(jià)比」。要記住,不同石墨烯要配合不同基材、功用要求,這個(gè)概念要先樹立。