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星空体育在线直播·石墨烯导热性能、应用空间及产业应用

发布时间:2024-04-15 03:13:28 来源:星空体育官方平台 作者:星空体育官方平台

  石墨烯是二维sp2键和的单层碳原子晶体,与三维材料不同,其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射,并赋予其特殊的声子扩散模式。研究表明,室温下石墨烯的热导率(2000-5000 W/m·K)已超越块体石墨(2000 W/m·K)、碳纳米管(3000~3500 W/m·K)和钻石等同素异形体的极限,达到5300 W/m·K,远超银(429 W/m·K)和铜(401 W/m·K)等金属材料。

  石墨烯被认为是极好的导热体,根据样品的大小,一些研究发现石墨烯具有无限的导热潜力,这与微米级的导热定律(傅立叶定律)背道而驰。在计算机模拟和实验中,研究人员发现,石墨烯的片段越大,其传递的热量就越多。从理论上讲,石墨烯可以吸收无限量的热量。

  咋一听,石墨烯的如此优异的导热性能仿佛可以立刻颠覆人们的生活,可为何被人们研究十余年之久的石墨烯依然没有在人们的生活中大放异彩,甚至连脚跟都没有站稳。

  导热(或热传导)是指通过物理接触将热量从一个物体移动到另一个具有不同温度的物体的过程。热量可以通过三种方式传递:传导、对流和辐射。导热非常普遍,在我们的日常活动中无处不在,例如在手通过热水瓶取暖等。热量从温度较高的物体流向温度较低的物体。

  当热能被表面吸收并引起微粒的微观碰撞以及电子在体内的移动时,热传递发生在分子水平。在此过程中,它们彼此碰撞并将能量传递到其“相邻分子”,只要继续吸收热量,该过程就会持续进行。

  但这些性能都是基于微观的纳米尺度,难以直接套用在宏观物体上。当我们仔细看一下热导率的定义就不难发现,在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米,面积为1平方米的平行平面,若两个平面的温度相差1K,则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率。但石墨烯这种特殊的声子扩散模式仅存在与基面内,而单层石墨烯的厚度仅为1个原子厚度,其截面积非常之小,因此宏观的导热能力无法与传统的金属想必你也,因此,将纳米的石墨烯宏观组装形成薄膜材料,同时保持其纳米效应是石墨烯规模化应用的重要途径。

  石墨烯卓越热学性能的潜在应用主要涉及电子设备领域,这可以极大地发挥石墨烯的散热能力和优化电子功能。在微电子和纳米电子学中,热量通常是限制更小和更有效组件的关键因素。因此,具有出色导热性的石墨烯和类似材料在此类应用中可能拥有巨大的潜力。

  石墨烯的导热性可以通过多种方式使用,包括热界面材料(TIM)、散热器,导热油脂(通常位于微处理器和散热器之类的热源之间的薄层)、石墨烯基纳米复合材料等。

  总部位于韩国的石墨烯广场(Graphene Square)作为石墨烯材料和薄膜的开发商和分销商,近日宣布正准备进行首次公开募股以推动石墨烯产业的全球扩张。它将选择今年的承销商,并计划通过Technology Special Listing计划在2022年在Kosdaq上市,该系统于2005年推出,初创公司可根据大韩交易所指定机构进行的技术评估将,并有机会在本地交易所上市。

  据报道,石墨烯广场的竞争优势在于其专有用于生产石墨烯的化学气相沉积(CVD)方法。该方法基于首尔国立大学洪炳熙教授对大面积石墨烯合成的研究。实际上,石墨烯广场本身成立于2012年,是汉城国立大学化学教授洪秉熙实验室的衍生产品。

  2018年10月,华为发布了其Mate 20 X智能手机,这是一款采用石墨烯薄膜冷却技术进行散热的游戏智能手机。随后,华为发布了Mate P30 Pro智能手机,该手机的散热元件也采用了石墨烯薄膜。

  虽然Mate 20 X在华为的手机市场中略显小众,但P30 Pro却是更高端且普及性更高的机型(尽管它的价格相当昂贵,约为1200美元)。除了石墨烯冷却膜之外,P30 Pro还具有6.47英寸1080x2340柔性AMOLED显示屏、显示屏下指纹传感器、麒麟980芯片组、6/8 GB RAM、64/128/256/512 GB存储容量。 Nano存储卡插槽和高端四摄像头设置。

  华为Mate 20 X石墨烯薄膜的供应商是总部位于中国的第六元素材料,并且该公司表示,它也是Mate 30 Pro的石墨烯薄膜的供应商。


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