中國粉體網(wǎng)訊 隨著手機(jī)、電腦、平板、電子手表等智能設(shè)備不斷更新?lián)Q代，內(nèi)置的電子元器件越來越高端和精密。設(shè)備越高端，能耗也就越大，散熱就更難把控。電子元器件溫度每升高10℃，系統(tǒng)的可靠性就會(huì)降低50%。所以，必須要用多種手段對(duì)溫度和溫差進(jìn)行調(diào)控，防止設(shè)備降速和受損，這就是熱管理。
想要對(duì)電子元器件進(jìn)行熱管理，除了直接在發(fā)熱源上安裝散熱器之外，還要關(guān)注熱管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——熱界面材料。
電子元器件和散熱器表面都不是絕對(duì)光滑的，會(huì)有粗糙度，所以不能完全接觸在一起。有數(shù)據(jù)顯示，電子元器件和散熱器直接安裝在一起的實(shí)際接觸面積很小，只有散熱器底座面積的10%，其他90%都是空氣。但空氣熱導(dǎo)率非常低，只有0.024W/(m·K)。所以，必須要在電子元器件和散熱器之間添加高導(dǎo)熱的材料，這就是熱界面材料。熱界面材料可以填補(bǔ)空隙，提高熱傳遞效率，提升散熱效果。
熱界面材料一般由導(dǎo)熱填料與聚合物復(fù)合而成。傳統(tǒng)熱界面材料包括導(dǎo)熱膏、彈性導(dǎo)熱布、相變型導(dǎo)熱膠等等。其中導(dǎo)熱膏屬于液態(tài)材料，不需要固化處理，可以添加較高體積比的填料，熱傳導(dǎo)率比其他熱界面材料高，行業(yè)應(yīng)用也比較成熟。
導(dǎo)熱膏又稱導(dǎo)熱硅脂、散熱膏，是粘稠的膏狀液體，具有較強(qiáng)的粘性。導(dǎo)熱膏的填料一般是金屬、陶瓷、石墨、金剛石等。下游電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)導(dǎo)熱膏的性能提出了新要求，所以近年來行業(yè)一直在研究提升導(dǎo)熱膏的熱導(dǎo)性，導(dǎo)熱填料的種類在逐漸增加，使用石墨烯作為填料來制備導(dǎo)熱膏成為了發(fā)展新方向。
研究發(fā)現(xiàn)，熱界面材料的導(dǎo)熱性能非常受填料數(shù)量的影響。如果填料不足，就無法形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，這就相當(dāng)于高速公路沒有修好，好一段壞一段，無法通行；當(dāng)填料比例達(dá)一定程度，就能形成連續(xù)的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)指數(shù)性增加。
石墨烯具有超高的導(dǎo)熱能力，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)5300W/(m·K)，少有材料能趕得上。同時(shí)，石墨烯還具有超高的親油性、優(yōu)異的柔韌性。眾多優(yōu)勢(shì)疊加，讓石墨烯能很好地分散在導(dǎo)熱膏中，加入少量便可顯著提高導(dǎo)熱膏的導(dǎo)熱、抗老化、抗靜電等多方面的性能，成為熱界面材料中非常具發(fā)展?jié)摿Φ摹靶滦恰碧盍稀?/p>
隨著石墨烯低成本、綠色無污染、大批量生產(chǎn)，商業(yè)化應(yīng)用日趨成熟，具有良好導(dǎo)熱性能的石墨烯有望為更廣泛的工商業(yè)產(chǎn)品提供更加高效優(yōu)質(zhì)的熱管理解決方案。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長蘇）
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