隨著電子器材以及產(chǎn)品向高集成度、高運算范疇的發(fā)展，耗散功率隨之倍增，散熱日益成為一個亟待解決的難題。今天跟大家一起來了解石墨烯散熱材料及原理運用。

一、關(guān)于散熱

傳統(tǒng)的導(dǎo)熱資料大部分為金屬（Ag、Cu、Al等）、金屬氧化物（BeO、Al2O3、Fe2O3等）、以及其他非金屬資料（炭黑、石墨、AlN等），一直以來，在電子器材和產(chǎn)品散熱等范疇，銅質(zhì)、鋁質(zhì)等傳統(tǒng)散熱資料都被運用；近年來興起的石墨烯資料，憑借其優(yōu)異的導(dǎo)熱特性、快速散熱特性（與空氣對流）以及質(zhì)輕柔韌等特性，被認為是一類具有競爭力的散熱材料。

二、石墨烯散熱的原理

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

1、熱性能

石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/mK，是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的碳材料，高于單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導(dǎo)熱系數(shù)也可達600W/mK。此外，石墨烯的彈道熱導(dǎo)率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導(dǎo)率的下限下移。

2、力學(xué)特性

石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離

子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa。 由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

3、光學(xué)特性

石墨烯具有非常良好的光學(xué)特性，在較寬波長范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。

大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學(xué)特性，且其光學(xué)特性隨石墨烯厚度的改變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。室溫下對雙柵極雙層石墨烯場效應(yīng)晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調(diào)整。施加磁場，石墨烯納米帶的光學(xué)響應(yīng)可調(diào)諧至太赫茲范圍。

在熱力學(xué)中，石墨散熱器中的石墨烯散熱膜的散熱包含傳導(dǎo)Conduction、對流Convection和輻射Radiation等幾種辦法。詳細舉例而言，CPU散熱片底座與CPU直接觸摸帶走熱量的辦法就歸于熱傳導(dǎo)；常見的散熱風(fēng)扇帶動氣體流動即熱對流；熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量。一般情況下（400攝氏度以下），散熱系統(tǒng)中主要依賴的還是熱傳導(dǎo)和熱對流，其間熱傳導(dǎo)主要與散熱器資料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容有關(guān)，熱對流則主要與散熱器的散熱面積有關(guān)。

WJ-5076是合肥微晶材料科技專門研發(fā)的一款耐高溫?zé)彷椛渫苛?散熱涂料，本產(chǎn)品涂 裝薄，形成的涂膜穩(wěn)定性好，可在300℃以上的環(huán)境中長期使用而不發(fā)生脫 落、黃變、開裂等現(xiàn)象。本涂料中添加的石墨烯提高了涂膜的紅外熱輻射效 果，也改善了部件涂裝后的散熱性能，更使得部件的耐腐蝕、耐高溫等性能有了顯著提升。

產(chǎn)品物理性能：

產(chǎn)品特點：

石墨烯水性分散技術(shù)：將高質(zhì)量石墨烯分散在水性樹脂中制備成水性熱輻射涂料

高紅外熱輻射率：紅外熱輻射率高達0.95

熱交換效能優(yōu)異：熱輻射效果提升超過10倍，熱傳遞效率提升70%~80%

涂層機械性能好：附著力0級，抗-20℃~150℃冷熱沖擊

耐溫性佳：最高耐受300℃，長期使用不脫落、不黃變、不開裂

施工方式多樣：適用噴涂工藝，也可浸涂、刮涂、刷涂、輥涂

可選底材豐富：常見金屬、陶瓷、塑料基材均可施工

應(yīng)用案例：

WJ-5076石墨烯散熱涂料不僅可以應(yīng)用于家電、暖通、工業(yè)設(shè)備的散熱部件，如空調(diào)散熱器、家電散熱器、采暖系統(tǒng)散熱器、LED燈具散熱器、熱交換設(shè)備散熱器等，還可以涵蓋碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅等基材。