氧化石墨烯制備石墨膜及其導(dǎo)熱性能研究.pdf

1、隨著微電子集成與組裝技術(shù)的飛速發(fā)展以及高功率密度器件的集成使用，電子器件的功率密度和發(fā)熱量逐漸增大，散熱已成為電子行業(yè)面臨的關(guān)鍵問題。石墨膜材料具有面向熱導(dǎo)率高，晶面熱膨脹系數(shù)小，熱阻低，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，受到科學(xué)家的廣泛關(guān)注。特別是近年發(fā)展的石墨烯材料，更是有望應(yīng)用于電子產(chǎn)品的散熱領(lǐng)域。本文以氧化石墨烯為原料，采用涂覆法制備高導(dǎo)熱石墨膜材料，主要對涂覆法制備石墨膜的成膜工藝進(jìn)行探究，并研究高溫?zé)崽幚韺κ?dǎo)熱性能的影響，最后還對石墨膜導(dǎo)

2、熱性進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用測試和分析。
　　首先，采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯，再通過涂覆法將其涂覆成膜，研究了涂覆法制備石墨膜的工藝條件。研究發(fā)現(xiàn)，基板、氧化石墨烯溶液的濃度、涂覆厚度以及干燥程度等對石墨膜的成膜性和熱擴(kuò)散系數(shù)有很大的影響。（1）采用涂覆法制備石墨膜時(shí)應(yīng)選用乙基板等表面比較光滑的基板；（2）氧化石墨烯溶液的濃度應(yīng)控制在20-35mg/mL，此濃度范圍內(nèi)的氧化石墨烯溶液既容易與基板粘合又易涂覆均勻；（3）還原劑

3、的濃度應(yīng)選用40mg/L；（4）還原時(shí)間應(yīng)選擇4h；（5）緩慢升溫所得的石墨膜的完整性和導(dǎo)熱性比較好。
　　其次，通過對化學(xué)還原的石墨膜進(jìn)行不同溫度下的熱處理來研究高溫?zé)崽幚韺κの⒂^結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：高溫?zé)崽幚頃?huì)使石墨膜表面形成大量氣泡式凸起，在微觀結(jié)構(gòu)上致使石墨片層間間距加大形成膨脹結(jié)構(gòu)，同時(shí)石墨膜內(nèi)的含氧基團(tuán)在高溫下進(jìn)一步被還原，熱擴(kuò)散系數(shù)加大，電阻率減小。
　　最后，用模擬芯片測試了石墨膜的散熱