目前隨著科技的發(fā)展，應(yīng)用于我們的生活中的高科技的產(chǎn)品已經(jīng)越來越多，如：大功率電子器件、激光技術(shù)(當屬我國自主研發(fā)的大功率激光武器為代表)、LED燈具照明、家用電器等，已越來越多地應(yīng)用到人們的生活中，隨著生活的提高，現(xiàn)下的材料已不能滿足產(chǎn)品的散熱需求，而材料的散熱性能就成為了制約微電子器件性能進一步提升的重大瓶頸，若要解決此瓶頸，就開發(fā)新一代高性能的散熱材料。

石墨烯

新一代的高性能散熱材料將會使得現(xiàn)有的產(chǎn)品體系得到優(yōu)化，比如：18年買的一款20瓦功率、80cm直徑的燈具，采用新材料開發(fā)的產(chǎn)品就可能將其直徑優(yōu)化到50cm，可以大大地節(jié)省空間、材料及成本，優(yōu)化后的燈具的散熱性能將更加優(yōu)異，就可以達到50瓦的功率；立式空調(diào)的體積可以縮減到三分之二的程度，這些就是高性能散熱材料帶來的最直觀的感受。

石墨烯(圖片素材來源網(wǎng)絡(luò))

通常，在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，應(yīng)用最廣的當屬鋁金屬材料，以其輕、良好的導電和導熱性能、高反射性和耐氧化而被廣泛使用，由于鋁的導熱能力比鐵大3倍，在工業(yè)上經(jīng)常被用來制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等，而石墨烯材料的導熱能力更加強悍，單層石墨烯的導熱率是目前已知材料中最高的，而石墨烯與鋁基材料的結(jié)合，將很大程度鋁材的材料性能。

石墨烯(圖片素材來源網(wǎng)絡(luò))

石墨烯-鋁基增強復合材料的制備

制備原材料：純度為99%以上的純鋁粉、96%以上純度石墨烯粉末(采購現(xiàn)貨或者自己制備原料)

制備設(shè)備、器材：電子天平(用于金屬粉末、石墨烯和磨球稱重)、球磨機、粉末壓片機、真空氣氛管式電爐、真空泵和拋光機。

石墨烯粉末

制備方式及步驟：

需要采用高能球磨和真空燒結(jié)結(jié)合熱壓，制備0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%和0.4wt%質(zhì)量分數(shù)的復合材料；將復合材料配料進行高能球磨混粉，通過干球磨將石墨烯和鋁粉混合分散均勻，使得其晶粒能夠細化，處理完此步，接下來將復合粉體冷壓成型；將冷壓好的材料進行真空低壓燒結(jié)，減少空氣中有害成分對復合材料的污染，排除空隙中殘留的氣體；這步完成后，將材料放入圓柱形電加熱模具進行熱壓處理，保溫保壓一段時間，待穩(wěn)定后將材料從模具中取出。

工藝流程圖

將上面制備出的石墨烯-鋁基增強復合材料可知，這鐘復合材料的導熱率已經(jīng)達到402 W/(m K)，這對比鋁基材的237 W/(m K)高出接近一倍的導熱率，已經(jīng)和銅材料的401 W/(m K)導熱率相當。當然，由于鋁基材和石墨烯是按照比例混合配置的，也就是說，其最終的數(shù)據(jù)還會隨著石墨烯的含量的變化而變化。

通過對比不難發(fā)現(xiàn)，這種新的散熱材料性價比很高，當然，要想實現(xiàn)大批量的量產(chǎn)，還有相當長的一段路要走，相信不久的將來，這種復合材料能夠造福我們的生活。

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