石墨烯微片尺寸對石墨烯紙熱導率的影響*

石　剛，張鑒煒，雷博文，鞠　蘇，江大志

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙　410073)

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石墨烯微片尺寸對石墨烯紙熱導率的影響*

石剛，張鑒煒，雷博文，鞠蘇，江大志

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙410073)

摘要：石墨烯熱導率遠高于傳統金屬薄膜等導熱材料，可用作熱擴散材料。石墨烯紙由石墨烯微片組裝而成，石墨烯微片尺寸大小對其組裝方式微觀結構以及宏觀導熱性能等具有重要影響。采用溶液過濾自組裝方法制備了分散均勻的氧化石墨烯紙，然后在Ar/H2氣氛下對氧化石墨烯紙進行熱還原處理，得到了石墨烯紙。結果表明，大尺寸石墨烯微片組成的石墨烯紙結構更加致密、結晶度更高；0.5μm～3μm和50μm～100μm的氧化石墨烯所制備的石墨烯紙的熱導率分別為632.8W/mK和683.7W/mK，大尺寸石墨烯微片組成的石墨烯紙熱導率提高了8%。

關鍵詞：石墨烯紙；石墨烯微片尺寸；微觀結構；熱導率

基于現今工業制造技術水平的提高，電子、通信和能源等領域的小型化、高集成化、高能化的目標正在逐步實現，并還將繼續。這一趨勢必然導致相關領域設備裝置能量密度的持續增加，因此，高熱流密度散熱問題就成為亟待解決的問題[1-2]。

在上述背景下，高效二維熱擴散材料開始受到廣泛關注，其主要工作原理是利用材料在二維平面內的高導熱特性，將系統中高溫熱點區域的熱量向四周迅速擴散，從而降低熱點區域的溫度，同時降低系統結構中的溫度梯度和內部熱應力，從而消除由此引發的結構熱變形，減少高溫集中對系統運行的不良影響。……