氧化石墨烯制備石墨膜及其導熱性能研究.pdf

1、隨著微電子集成與組裝技術的飛速發展以及高功率密度器件的集成使用，電子器件的功率密度和發熱量逐漸增大，散熱已成為電子行業面臨的關鍵問題。石墨膜材料具有面向熱導率高，晶面熱膨脹系數小，熱阻低，重量輕等優點，受到科學家的廣泛關注。特別是近年發展的石墨烯材料，更是有望應用于電子產品的散熱領域。本文以氧化石墨烯為原料，采用涂覆法制備高導熱石墨膜材料，主要對涂覆法制備石墨膜的成膜工藝進行探究，并研究高溫熱處理對石墨膜導熱性能的影響，最后還對石墨膜導

2、熱性進行了實際應用測試和分析。
　　首先，采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯，再通過涂覆法將其涂覆成膜，研究了涂覆法制備石墨膜的工藝條件。研究發現，基板、氧化石墨烯溶液的濃度、涂覆厚度以及干燥程度等對石墨膜的成膜性和熱擴散系數有很大的影響。（1）采用涂覆法制備石墨膜時應選用乙基板等表面比較光滑的基板；（2）氧化石墨烯溶液的濃度應控制在20-35mg/mL，此濃度范圍內的氧化石墨烯溶液既容易與基板粘合又易涂覆均勻；（3）還原劑

3、的濃度應選用40mg/L；（4）還原時間應選擇4h；（5）緩慢升溫所得的石墨膜的完整性和導熱性比較好。
　　其次，通過對化學還原的石墨膜進行不同溫度下的熱處理來研究高溫熱處理對石墨膜微觀結構、導熱和導電性能的影響。研究發現：高溫熱處理會使石墨膜表面形成大量氣泡式凸起，在微觀結構上致使石墨片層間間距加大形成膨脹結構，同時石墨膜內的含氧基團在高溫下進一步被還原，熱擴散系數加大，電阻率減小。
　　最后，用模擬芯片測試了石墨膜的散熱