大会聚焦 » 中科院山西煤化所关于石墨烯改性高辐射红外涂料的研发



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本文由中科院山西煤化所授权发布

随着电子及通讯技术的快速发展,高性能、小体积、快速运算能力的电子元器件使用越来越广泛。电子元器件的功率也随着使用需求的不断提高而逐渐增加,体积却逐渐缩小。在实际的工作中,大多数的电子器件的待机发热量并不高,单运行时会产生大量的热量,在狭小的空间内,这些热量如不能的得到有效的散发,就会对器件性能产生巨大的有害影响,甚至导致器件的失效。据统计电子设备的失效有55 %是温度超过规定值引起的,电子器件散热技术越来越成为电子设备开发、研制、应用中的关键。通常的散热方法是通过热传导和热对流进行的,但其实辐射散热也是一种有效的散热方式。本文首先制备了石墨烯改性的红外涂料,并通过扫描电镜观察了其微观结构,红外辐射仪测试了其红外辐射特性,激光共聚焦显微镜观察了涂层的宏观形貌,并同时检测了石墨烯对其附着力和涂层硬度的作用。结果表明,在经过添加量0.1wt%,片径为50-100nm的石墨烯改性后,红外辐射涂层的性能得到明显提升,其中附着力由3H提到到了6H,附着力达到98%以上,红外辐射波段基本上都处于0.8~15μm 之间,辐射率高达0.89。

 

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图1 石墨烯的扫描电镜(a)和石墨烯改性高辐射红外涂料的扫描电镜(b)

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图2改性前(a)后(b)辐射红外涂料的吸收率曲线和改性后辐射红外涂料的红外热成像图

 

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图3改性前(a)后(b)辐射红外涂料涂层的激光共聚焦显微镜形貌图


作者:李晓明,杨晓,曹芳,谢莉婧,孔庆强,刘卓,郭晓倩,黄显虹,苏方远,陈成猛*(中国科学院炭材料重点实验室,中国科学院山西煤炭化学研究所,太原,030001)


中国科学院山西煤炭化学研究所(展位号:B134)


中科院山西煤化所石墨烯与新能源材料研究组主要从事石墨烯、碳化硅晶须、电容炭及储能器件等领域基础研究与高技术攻关。自2007年在国内较早启动石墨烯研发,2009年成为国际首批科研级石墨烯供应商,注册商标炭美®(Carmery®)。2013年,建成吨级石墨烯中试示范线,具备稳定供应能力,已推广应用于200余家单位。石墨烯粉体比表面积达600-1000 m2/g,灰分低于0.1 wt%。并开发了10吨级石墨烯生产工艺软件包,为石墨烯产业化奠定了坚实基础。2016年通过山西省科技厅组织的成果鉴定,技术达到国际先进水平。积极布局储能和功能材料等下游应用研发。2014年建成储能器件组装示范平台,掌握组装核心技术,形成器件和应用示范。于2016年与山西美锦集团合作开展电容炭工程化攻关,2017年底建成吨级中试线,有望实现超级电容活性炭的国产替代。同时还攻克了石墨烯多相纳米分散和复合成型技术,形成了石墨烯基导电油墨、导热涂料、改性塑料和磨削材料等下游产品。开发了高品质、高附加值的碳化硅晶须,无需催化剂,工艺简单易于放大,成本较低且具有良好的环境效益,可用于各类高性能复合材料的增强、增韧、耐磨、耐腐蚀、耐高温性能提升。

中科院山西煤化所诚邀各位5月24 - 26日莅临南京国际展览中心军民两用新材料展会参观交流,展位号:B134

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