人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料
人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料
常用的抗信息泄露(电磁屏蔽)材料以金属或合金为主,如铜、铁、镍、铁-硅-硼合金等,这些材料在很多领域有广泛应用,但是也存在一些不足,如密度大、施工较复杂、质地坚硬较难成形等。膨胀石墨(EG)密度小、质软、热稳定性和化学稳定性良好,具有好的导电性,对高频段(30 MHz以上)电磁辐射有较高的屏蔽效能。
然而,由于石墨本身是抗磁性的,低频段电磁屏蔽效能相对较低,为了改善低频的屏蔽效能,可以将磁性金属或合金微粒负载到膨胀石墨中,调节复合材料电性质和磁性质,得到宽频范围电磁屏蔽效能优异的材料。课题组前期工作表明,对于300kHz的低频电磁波,在EG上植入磁性金属或合金纳米颗粒可以把电磁屏蔽效能从原来的43 dB提高到53～72.5 dB,而对高频段电磁屏蔽效能没有显著影响；金属质量分数在30%左右时,材料的屏蔽效能较好。
全球第一条石墨烯生产线近日在浙江省慈溪市慈东滨海区正式开工建设，项目一期投资2.1亿元，预计年产石墨烯300吨。据了解，这也是全球首个石墨烯规模化生产项目。
据有关专家介绍，石墨烯是目前世界上已发现的最薄、最坚硬的纳米材料。它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料，还能做出超坚韧的防弹衣。在锂电池、晶体管、触摸屏、基因测序等领域，石墨烯也大有用武之地。如果平板电脑的处理器采用石墨烯材料来制造，可以3个月都不用充电。专家分析，石墨烯的市场潜力可达上百亿元。
人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料。该材料具有极高导热系数（~1500W/m-K），且不含其他填料及粘结剂，具有很高的稳定性，可以在较小间隙，非绝缘环境中广泛使用。它的商用化，在导热材料领域是一种革命性技术应用突破。
据悉，从2011年以来，中石伟业与德国专业公司开展了为期一年的联合技术研发合作,围绕人工石墨的原材料控制，工艺制程，参数控制，设备选型等方面进行了深入研究研发并生产的VanoC人工合成石墨膜是在极高温度环境下，通过人工合成的方法，制得的一种高结晶态石墨膜，它在膜结晶面上有极高导热率:600-1600W/m-k,比铜好1-3倍，比天然膨胀石墨膜要好2-5倍，是十分理想的均热材料，用于消除局部热点，平滑温度梯度；可以在热点和散热体之间充当热传输桥梁；它在厚度方向可以达到6-15W/m-K，可与导热脂、相变材料比拟，可以用来替代导热脂和导热相变材料，从根本上解决热界面材料老化问题。VanoC同时具有非常好的电磁屏蔽性能，在10M-10GHz区间，屏蔽效能可达到90dB以上。
VanoC材料有三种主要用途：1.作为优质热扩散材料，在智能手机和平板电脑中，消除热点，增加产品舒适度；2.作为热界面材料，代替硅脂，在大功率模块和LED等中，将热有效传递给散热体；3.作为超薄被动“热管”，在高密度结构如手机笔记本中，将“热端”的热热传递到一定距离外的“冷端”。中石公司人工石墨膜的应用方面已拥有多项发明专利，成为该领域内知识产权领跑者。
VanoC具备薄、轻的优点，其根据厚度划分，共有0.0125mm、0.025mm、0.07mm、0.1mm4个系列化产品，让电子设备产品可以实现小型化、薄型化以及轻型化，并在较小间隙且非绝
缘环境中广泛使用，在一定程度上满足了消费者对电子产品又薄又轻的需求，同时也可以为客户节省更多的运输成本。
VanoC具备使用方便性，同时也非常环保，作为新兴的功率器件如IGBT与散热器间界面材料，被用来替代导热硅脂，解决了在高温、冷热循环的环境下发生硅油分离，产生硅氧烷导致电子器件的接触不良,且污染周围器件的问题。
使用传统硅胶会产生的问题：使用VanoC的优势：
a、发生硅油分离、污染周围器件a、可靠性提高
b、产生硅氧烷导致电子器件的接触不良b、不会发生硅氧烷、不污染周围器件、环保
VanoC易于加工，便于安装，中石伟业可以提供带背胶和不带背胶的VanoC合成石墨导热膜产品，也可以制成片材或按客户的要求规格进行打切。
VanoC以其高导热高可靠性、轻薄、易于加工、环保等优良特性广泛的应用于新能源、节能改造等重要新兴行业，如光伏逆变器、风力变流器、变频器，并且在LED等电力电子技术领域中有巨大的应用前景。当然，该类产品最广泛用于智能手机，如苹果手机、三星手机中。同时在笔记本、手持设备、通信基地站设备得到商业应用。
(1)以天然鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨,并用热剥离成石墨烯,或者利用超声波分散剥离为氧化石墨烯,再化学还原成石墨烯。采用SEM、TEM、HRTEM、XRD和Raman 系统考察石墨烯的形貌和结构等性能。
(2)以石墨烯为基体,钛酸四丁酯为钛源,首先采用溶胶-水热法制备了二氧化钛/石墨烯纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman对二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的晶体结构、颗粒形貌和化学组成进行了表征,结果显示合成的二氧化钛纳米晶为锐钛矿结构,结晶状况良好,二氧化钛和石墨烯复合效果较好。研究了纳米晶体的光催化性能,结果表明二氧化钛/石墨烯催化性能较高。
(3)以氧化石墨烯为基体,醋酸锌为锌源,采用溶胶法制备了氧化锌/石墨烯纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman对纳米复合材料的晶体结构、颗粒形貌进行了表征。结果显示合成的氧化锌纳米晶为六边纤锌矿结构,且是单晶结构,氧化锌和石墨烯复合效果比较理想。并研究了其光催化性能,结果表明石墨烯/氧化锌有较高的催化效率,测定了复合材料的荧光
效应,讨论了石墨烯/氧化锌催化效率提高的机理。
(4)以氧化石墨烯为基体,醋酸镉为镉源,硫脲为硫源,采用溶胶法制备了硫化镉/石墨烯纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman对纳米复合材料的晶体结构、颗粒形貌进行了表征。结果显示合成的硫化镉纳米晶为结构,硫化镉和石墨烯复合效果很好。并研究了其光
催化性能,结果表明复合材料有较高的催化效率。
修饰电极能够推广应用于其它生物分子的测定中
具体研究内容包括以下三个部分：
1、采用氧化还原法合成石墨烯,制备石墨烯修饰电极检测DNA四个碱基,电化学研究发现,石墨烯修饰玻碳电极能够实现对DNA四个碱基的同时检测。将石墨烯与碳纳米管、β-环糊精复合,碳纳米管有效的降低了石墨烯的的聚集,研究了石墨烯/碳纳米管/β-环糊精修饰电极的电化学性能,可以用于鸟嘌呤核苷的高灵敏检测,该修饰电极能够推广应用于其它生物分子的测定中。
2、将生物大分子单链DNA(ssDNA)与石墨烯功能化组装,制备的具有生物相容性的ssDNA-石墨烯复合材料在水溶液中能够长期保存不发生沉降,提高了石墨烯在水溶液中的稳定性。ssDNA-石墨烯复合材料比表面积大、生物相容性好,是优异的氧化还原酶固定化材料。将ssDNA-石墨烯复合材料固定葡萄糖氧化酶制备葡萄糖传感器,葡萄糖氧化酶实现了直接电化学并且保持生物活性,电子转移速率为4.14s-1,对葡萄糖检测具有较好的抗干扰性和稳定性。
3、采用原位合成法制备石墨烯-四氧化三铁纳米复合材料,四氧化三铁增加了石墨烯在水中的分散性和稳定性,分别用磁铁和磁强计测试表明石墨烯-四氧化三铁纳米复合材料具有磁性。制备石墨烯-四氧化三铁修饰电极,电化学研究表明,石墨烯-四氧化三铁复合材料对过氧化氢具有催化作用,最低检测限为5.4μmol·L-1,对抗坏血酸和尿酸具有抗干扰性。石墨烯-四氧化三铁纳米复合材料在电化学领域具有潜在的应用前景。
石墨散热材料技术及市场调研报告
石墨散热材料技术及市场调研报告 一、散热材料概述 1.背景技术 随着科学技术和工业生产的发展，导热材料广泛应用于换热工程、采暖工程和电子信息等领域。同时人们对导热材料提出了新的要求，希望导热材料具有优良的综合性能，如在化工生产和废水处理中使用的热交换器既需要所用材料具有良好的导热性能，又要求其耐化学腐蚀和耐高温等。近几年来，在电子电气领域，由于集成技术和组装技术的迅速发展，电子元件和逻辑电路的体积成千成万倍地缩小，则更需要高导热性能的绝缘材料。 传统的导热材料大部分为金属（如Ag、Cu和Al等）、金属氧化物（如Al?O?、MgO和BeO等）以及其它非金属材料（如石墨、炭黑、AlN等）。众所周知，大多数金属材料的抗腐蚀性能差，目前采用合金和防腐涂层等技术提高金属的抗腐蚀性能，尽管这样提高了金属的抗腐蚀性能，却大大降低了材料的导热性能，因而限制了其在化工等领域的应用。 目前所使用的散热材料基本都是铝合金，但铝的导热系数并不是很高 （237W/mK），金和银的导热性能较高，但是价格太高，铜的导热系数次之 （398W/mK），但铜重量大，易氧化，且价格也不低。而石墨材料具有耐高温、重量轻（仅为传统金属导热材料的1/2-1/5）、热导率高、化学稳定性强、热膨胀系数小，取代传统的金属导热材料，不仅有利于电子仪器设备的小型化、微型化和高功率化，而且有效减轻电子元件的重量，增加有效载荷。但石墨硬度和机械强度远不如金属，这给后续加工带来了困难。 2.散热材料定义 散热材料是指各类电子元器件或者机械设备中散热装置所使用的具体材料。由于各种材料导热性能的差异，按导热性能从高到低排列，分别是银，铜，铝，
高纯石墨的原材料及生产工艺简介
高纯石墨的原材料及生产工艺简介 1.原材料石油焦、针状焦、煤沥青 （1）、石油焦：是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物，黑色多空。主要元素为碳，灰分含量很低。石油焦属于易石墨化碳一类，石油焦在化工、冶金中广泛应用，是生产人造石墨制品及电解铝用碳素制品的主要原材料。 石油焦按热处理温度分为：生焦和煅烧焦2种。前者由延迟焦化所得的石油焦，含有大量灰分,机械强度低，煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业在碳素厂进行。 石油焦按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫%以上）、中硫焦（含硫）、和低硫焦（含硫%以下）三种。人造石墨生产一般使用低硫焦。 （2）、针状焦 针状焦是外观具有明显纤维纹理，热膨胀系数特别低和容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒。在偏光显微镜下可观察到各项异性的纤维状结构，因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性制的各项异性十分明显，平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能，热膨胀系数小，抗热震性能好。 针状焦分为以石油油渣为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。（3）、煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而融化，密度为克每平方厘米。（g/cm3）按其软化点的高低分为低温、中温和高温三种。中温沥青的产量为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青的软化点、甲苯不溶物、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在他素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对碳素制品生产工艺和产品质量品质影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高的中温或中温改质沥青，浸渍剂使用软化点较低、流变性好的中温沥青。 2.制作工艺 （1）、煅烧 碳质原料在高温下进行热处理，排除所含水分和挥发分，并相应提高原料理化性能的生产工序称为煅烧。一般碳质原料采用燃气及自身挥发分作为热源进行煅烧，最高温度为1250℃-1350℃。 ①、煅烧使碳质原料的组织结构和物理化学性能发生深刻变化，主要体现在提高了焦炭的密度、机械强度和导电性，提高了焦炭的化学稳定性和抗氧化性能，为后续工序奠定了基础。煅烧设备主要有罐式煅烧炉、回转窑和电煅烧炉。煅烧质量控制指标是石油焦真密度不小于cm3，电阻率不大于550μΩ.m，针状焦真密度不小于cm3，电阻率不大于500μΩ.m。 ②、原料的破碎处理和配料 在配料之前，须对大块煅后石油焦和针状焦进行中碎、磨粉、筛分处理 中碎：通常是将50mm左右的物料通过颚式破碎机、锤式破碎机等破碎设备进一步破碎到配料所需的
三种散热材料的比较
三种散热材料的比较目前市面上散热膜材料主要分三类，天然石墨散热膜， 人工石墨散热膜，纳米碳散热膜各有优缺点。天然石墨散热膜第一个问题是不能做很薄， 这种厚度在手机结构中占有太多0.1MM厚度，一般都是成品最薄做到会直接影响手机的结构，如果手机多个部位要用散热膜的话，的空间，同时因天然石墨的市场占有率越来越低，在手机日益做薄的前提下，天然石墨的散热效果是三种材料中最差为天然石墨自身的结构因素，的。 人工石墨能做很薄，散热效果非常好，主要体现在散热速 动辄上千元一平度很快，但是人工石墨的一个大问题就是价格太贵，对于手机设计人这样的价格在智能机成本管控越来越严的今天，米，员来说，还是非常大的压力。并且石墨散热膜有一个通病，就是石墨是挤压成型，做成 加工过程有很多的不良，等等同时在模切成品过程还要涂胶，覆膜，过程中，石墨的边缘容易掉粉，所以还要做包边处理，包边处理很要所以对于终端的手机研发人员和成本控制人员来说，并且很麻烦，钱，但是石墨片的加工费和模切管石墨片本身的材料的价格已经很贵了，理费有时间比材料还贵。用他们的话说，用石墨散热膜的话，老板的压力很大啊。0,.0 纳米碳散热膜是纳米碳材料做的散热膜，最薄能做到3MM,纳米碳和石墨是同素异构体，散热原理差不多，一般
天然石墨 的 . . . . 1000，纳米碳的散热功率在400左右，人工石墨在1500散热功率在同时纳米碳散热膜做出来已经是成品-6000.散热还是非常有效果的。了，加工只用开模，冲切就可以，加工过程很简单，费用低。最重要在市场上售价远低于人工石纳米碳散热膜的成本不高，的因素在于，墨，甚至比有些天然石墨的价格还便宜。 ，人工石墨是GRAFTECH 目前市面上最好的天然石墨是美国 是老牌的石，美国的GRAFTECH。日本松下，纳米碳散热膜是韩国SKC 研发能力非常强，有一墨厂商，具有天然石墨的很多专利，日本松下是韩国最大的企业之一，SKC些人工石墨的专利。纳米碳散热膜韩国世界五百强，自身有很强的研发能力，拥有一些纳米碳散热膜的专利 目前广泛应用在各个品牌的手三个品牌的散热膜各有优势， 机等消费类电子产品 上 . . . .
石墨烯涂层热传导
石墨烯涂层热传导 麻省理工的研究团队在电厂冷凝器表面使用石墨烯涂层，使其更加耐用且导热更快。 在电力厂，冷凝管是收集蒸汽并将其重新冷凝为水的装置，提高它们的效率可以大大提高电厂的整体效率。研究人员在冷凝管表面涂覆一层石墨烯，发现传热速度提高了4倍，这可以将电厂的效率提高2-3%，这足以改变全球碳的排放量。 冷凝管的一个重要改进就是可以防止蒸汽膜在管外壁形成，这是因为石墨烯具有疏水的性质。研究人员发现有单层的石墨烯涂层的冷凝管（疏水，不形成蒸汽膜）跟表面形成蒸汽膜的冷凝管（如纯金属）相比可以提高4倍的导热。进一步的计算表明，最佳的温度差可以将其提高到5-7倍。研究人员还发现，在这样的条件下，石墨烯的性能并没有降低。 21世纪的新材料——石墨烯，是颠覆全球材料科学的一项划时代的创新。石墨烯具有高强度、高模量、轻质、超薄、柔韧性好等特点，具有优异的透光性、透明度、导电、导热、储能、抗菌、防紫外线、防静电性能，已在当代高科技计算机、信息产业、人工智能、交通运输、航天航空、国防军工等领域得到较多的应用。 由于石墨烯是一种片层的二维纳米粒子，不存在类似于高聚物的分子链，因此直接制备石墨烯纤维存在一定的难度。目前很多关于石墨烯纤维的制备仍然仅限于实验室阶段，还远远不能够进行实际应用与普及。而氧化石墨烯(GO)由于具有较为丰富的羧基、羟基以及环氧基，使其在溶剂中的分散性更好，因而实际应用中多以GO为主，再经过后期还原得到
石墨烯(还原氧化石墨烯，RGO)。充分利用石墨烯的特性和功能，嫁接至纺织纤维和织物上，可扩大其用途，特别在高端纺织品的发展和应用方面潜力较大。 在纤维方面的应用 随着纳米技术的不断发展，通过将石墨烯纳米粒子引入到聚合物纤维基体中，可以开发石墨烯/聚合物基复合纤维。石墨烯的引入，有利于改善聚合物纤维的强度、耐热性、耐候性、抗静电等诸多性能，增强纤维材料整体性能和应用领域。 以石墨烯为载体复合的纤维有纯棉、粘胶等纤维素纤维，涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、芳纶、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚丙烯酸等合成纤维。复合方法则有直接浸轧法、喷涂法、复配液法、整理法、交联改性法等。石墨烯复合纤维可以充分发挥其优异的特性，而且因含量不高，成本较低，同时质量稳定、耐洗耐用。 石墨烯/二氧化锰复合纤维 (1)山东济南圣泉集团与黑龙江大学将石墨烯与玉米芯纤维复合加工出一种功能纤维，具有防紫外线、抗菌、抑菌等特性，适合服装、车辆内装饰、医疗器材、过滤等用途。 圣泉生物质石墨烯复合纤维及其应用 (2)韩国电子信息研究所与建国大学用牛血清蛋白纳米胶涂抹覆盖在棉和涤纶混纺纱线上，再用石墨烯涂层材料包裹，可用于检测空气中有害物质并作智能过滤器使用。 (3)青岛大学以传统的粘胶纺丝液为基体制成的石墨烯/粘胶复合纤维，其导电、热学、抗菌性能均有显著提高。该单位还制成了石墨烯功能化海藻复合纤维。 (4)国外报道，将碳纳米管和石墨烯片结合嵌入维纶中，获得了高强度复合纤维，纤维刚性达1000J/g，远超蜘蛛丝和芳纶1414。 (5)青岛大学以石墨烯为耐日晒老化功能材料，与水溶性聚氨酯共混得到功能性助剂，通过浸渍涂层技术涂覆于锦纶长丝表面，制成复合改性长丝，改善了锦纶的耐日晒性能和导电性能。 在织物方面的应用 利用石墨烯化合物对织物改性是石墨烯开发的亮点。采用的方法有融合、接枝、浸润、沉积、涂覆等，力求充分发挥石墨烯的优异特性，开发新型功能性纺织品，如抗菌、防臭、防紫外线、防静电、防火、防辐射功能性服装等；开发产业用纺织品，如导电、过滤、穿戴设备、航天航海用纺织品等。 (1)开发抗菌纯棉织物。将润湿棉织物浸渍于GO和壳聚糖复配的抗菌整理液中，使其与棉纤维稳固结合，烘干后用保险粉还原，制成有一定抗菌能力的棉织物。此外还有先用交联剂浸泡织物作滤布，过滤GO水溶液，再和交联剂固化得到抗菌织物。 (2)开发电化学性能优良的棉织物。以棉织物为基材、通过浸润-干燥法和化学沉淀法，将GO和二氧化锰接枝于棉织物表面，制成复合棉织物，再经碳化处理，改善电化学性能。
人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料
人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料 常用的抗信息泄露(电磁屏蔽)材料以金属或合金为主,如铜、铁、镍、铁-硅-硼合金等,这些材料在很多领域有广泛应用,但是也存在一些不足,如密度大、施工较复杂、质地坚硬较难成形等。膨胀石墨(EG)密度小、质软、热稳定性和化学稳定性良好,具有好的导电性,对高频段(30 MHz以上)电磁辐射有较高的屏蔽效能。 然而,由于石墨本身是抗磁性的,低频段电磁屏蔽效能相对较低,为了改善低频的屏蔽效能,可以将磁性金属或合金微粒负载到膨胀石墨中,调节复合材料电性质和磁性质,得到宽频范围电磁屏蔽效能优异的材料。课题组前期工作表明,对于300kHz的低频电磁波,在EG上植入磁性金属或合金纳米颗粒可以把电磁屏蔽效能从原来的43 dB提高到53～72.5 dB,而对高频段电磁屏蔽效能没有显著影响；金属质量分数在30%左右时,材料的屏蔽效能较好。 全球第一条石墨烯生产线近日在浙江省慈溪市慈东滨海区正式开工建设，项目一期投资2.1亿元，预计年产石墨烯300吨。据了解，这也是全球首个石墨烯规模化生产项目。 据有关专家介绍，石墨烯是目前世界上已发现的最薄、最坚硬的纳米材料。它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料，还能做出超坚韧的防弹衣。在锂电池、晶体管、触摸屏、基因测序等领域，石墨烯也大有用武之地。如果平板电脑的处理器采用石墨烯材料来制造，可以3个月都不用充电。专家分析，石墨烯的市场潜力可达上百亿元。 人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料。该材料具有极高导热系数（~1500W/m-K），且不含其他填料及粘结剂，具有很高的稳定性，可以在较小间隙，非绝缘环境中广泛使用。它的商用化，在导热材料领域是一种革命性技术应用突破。 据悉，从2011年以来，中石伟业与德国专业公司开展了为期一年的联合技术研发合作,围绕人工石墨的原材料控制，工艺制程，参数控制，设备选型等方面进行了深入研究研发并生产的VanoC人工合成石墨膜是在极高温度环境下，通过人工合成的方法，制得的一种高结晶态石墨膜，它在膜结晶面上有极高导热率:600-1600W/m-k,比铜好1-3倍，比天然膨胀石墨膜要好2-5倍，是十分理想的均热材料，用于消除局部热点，平滑温度梯度；可以在热点和散热体之间充当热传输桥梁；它在厚度方向可以达到6-15W/m-K，可与导热脂、相变材料比拟，可以用来替代导热脂和导热相变材料，从根本上解决热界面材料老化问题。VanoC同时具有非常好的电磁屏蔽性能，在10M-10GHz区间，屏蔽效能可达到90dB以上。 VanoC材料有三种主要用途：1.作为优质热扩散材料，在智能手机和平板电脑中，消除热点，增加产品舒适度；2.作为热界面材料，代替硅脂，在大功率模块和LED等中，将热有效传递给散热体；3.作为超薄被动“热管”，在高密度结构如手机笔记本中，将“热端”的热热传递到一定距离外的“冷端”。中石公司人工石墨膜的应用方面已拥有多项发明专利，成为该领域内知识产权领跑者。 VanoC具备薄、轻的优点，其根据厚度划分，共有0.0125mm、0.025mm、0.07mm、0.1mm4个系列化产品，让电子设备产品可以实现小型化、薄型化以及轻型化，并在较小间隙且非绝
三种散热材料的比较
三种散热材料的比较 目前市面上散热膜材料主要分三类，天然石墨散热膜， 人工石墨散热膜，纳米碳散热膜 各有优缺点。天然石墨散热膜第一个问题是不能做很薄，一般都是成品最薄做到0.1MM厚度，这种厚度在手机结构中占有太多的空间，如果手机多个部位要用散热膜的话，会直接影响手机的结构，在手机日益做薄的前提下，天然石墨的市场占有率越来越低，同时因为天然石墨自身的结构因素，天然石墨的散热效果是三种材料中最差的。 人工石墨能做很薄，散热效果非常好，主要体现在散热速度很快，但是人工石墨的一个大问题就是价格太贵，动辄上千元一平米，这样的价格在智能机成本管控越来越严的今天，对于手机设计人员来说，还是非常大的压力。 并且石墨散热膜有一个通病，就是石墨是挤压成型，做成成品过程还要涂胶，覆膜，加工过程有很多的不良，等等同时在模切过程中，石墨的边缘容易掉粉，所以还要做包边处理，包边处理很要钱，并且很麻烦，所以对于终端的手机研发人员和成本控制人员来说，石墨片本身的材料的价格已经很贵了，但是石墨片的加工费和模切管理费有时间比材料还贵。用他们的话说，用石墨散热膜的话，老板的压力很大啊。 纳米碳散热膜是纳米碳材料做的散热膜，最薄能做到0,.0 3MM,纳米碳和石墨是同素异构体，散热原理差不多，一般天然石墨的
散热功率在400左右，人工石墨在1500，纳米碳的散热功率在1000 -6000.散热还是非常有效果的。同时纳米碳散热膜做出来已经是成品了，加工只用开模，冲切就可以，加工过程很简单，费用低。最重要的因素在于，纳米碳散热膜的成本不高，在市场上售价远低于人工石墨，甚至比有些天然石墨的价格还便宜。 目前市面上最好的天然石墨是美国GRAFTECH，人工石墨是日本松下，纳米碳散热膜是韩国SKC。美国的GRAFTECH，是老牌的石墨厂商，具有天然石墨的很多专利，日本松下研发能力非常强，有一些人工石墨的专利。纳米碳散热膜韩国SKC是韩国最大的企业之一，世界五百强，自身有很强的研发能力，拥有一些纳米碳散热膜的专利 三个品牌的散热膜各有优势，目前广泛应用在各个品牌的手机等消费类电子产品上
常见导热材料介绍
为何需要导热介质 可能有人会认为，CPU表面或散热片底部都非常光滑，它们之间不需要导热介质。这种观点是错误的！由于机械加工不可能做出理想化的平整面，因此在CPU与散热器之间存在很多沟壑或空隙，其中都是空气。我们知道，空气的热阻值很高，因此必须用其他物质来降低热阻，否则散热器的性能会大打折扣，甚至无法发挥作用。于是导热介质就应运而生了，它的作用就是填充处理器与散热器之间大大小小的空隙，增大发热源与散热片的接触面积。因此，热传导只是导热介质的一个作用，增加CPU和散热器的有效接触面积才是它最重要的作用。 导热介质有哪些： 一、导热硅脂 导热硅脂是目前应用最广泛的一种导热介质，它是以硅油为原料，并添加增稠剂等填充剂，在经过加热减压、研磨等工艺之后形成的一种酯状物，该物质有一定的黏稠度，没有明显的颗粒感。导热硅脂的工作温度一般在-50℃～180℃，它具有不错的导热性、耐高温、耐老化和防水特性。 在器件散热过程中，经过加热达到一定状态之后，导热硅脂便呈现出半流质状态，充分填充CPU 和散热片之间的空隙，使得两者之间接合得更为紧密，进而加强热量传导。通常情况下，导热硅脂不溶于水，不易被氧化，还具备一定的润滑性和电绝缘性。 二、导热硅胶 和导热硅脂一样，导热硅胶也是由硅油添加一定的化学原料，并经过化学加工而成。但和导热硅脂不同的是，在它所添加的化学原料里有某种黏性物质，因此成品的导热硅胶具有一定的黏合力。 导热硅胶最大的特点是凝固后质地坚硬，其导热性能略低于导热硅脂。目前，市面上有两种导热硅胶：一种在凝固后为白色固体，另一种在凝固后为黑色带有光泽的固体。一般厂商都习惯用第一种硅胶作为散热片和发热物体之间的黏合剂，它的优点是黏性非常强，可这又恰恰成了它的缺点。我们需要维修时，往往在费尽九牛二虎之力将黏合的器件和散热器分离后，会发现两者的接触面上残留大量的固体白色硅胶，这些硅胶相当难以清除干净。 相比之下，第二种硅胶优势就比较明显：一来它的散热效率要高于第一种，二来它凝固后生成的黑色固体较脆，残留物很容易清除。不管怎样，导热硅胶的导热效能不强，而且容易把器件和散热器“黏死”，因此除非特殊情况才推荐用户采用。 三、石墨垫片 这种导热介质较为少见，一般应用于一些发热量较小的物体之上。它采用石墨复合材料，经过一定的化学处理，导热效果极佳，适用于电子芯片、CPU等产品的散热系统。在早期的Intel盒装P4处理器中，附着在散热器底部上的物质就是一种名为M751的石墨导热垫片，这种导热介质的优点是没有黏性，不会在拆卸散热器的时候将CPU从底座上“连根拔起”。 上述几种常见的导热介质外，铝箔导热垫片、相变导热垫片（外加保护膜）等也属于导热介质，但是这些产品在市面上很少见。 四、软性硅胶导热垫 软性硅胶导热绝缘垫具有良好的导热能力和高等级的耐压绝缘，导热系数1.75W/mK,抗电压击穿值4000伏以上,是是取代导热硅脂的替代产品，其材料本身具有一定的柔韧性，很好的贴合功率器件与散热铝片或机器外壳间的，从而达到最好的导热及散热目的，符合目前电子行业对导热材料的要求，是替代导热硅脂导热膏加云母片的二元散热系统的最佳产品。该类产品可任意裁切，利于满足自动化生产和产品维 护。 硅胶导热绝缘垫的工艺厚度从0.5mm~5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm 1mm 1.5mm 2mm~5mm,特殊要求可增至15mm,专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位的热传递,同时还起到减震绝缘密封等作用,能够满足社设备小型化超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性的
导热材料简介
导热材料简介 导热材料是一种新型工业材料。这些材料是近年来针对设备的热传导要求而设计的，性能优异、可靠。它们适合各种环境和要求，对可能出现的导热问题都有妥善的对策，对设备的高度集成，以及超小超薄提供了有力的帮助，该导热产品已经越来越多的应用到许多产品中，提高了产品的可靠性。 主要种类: 石墨烯、导热粘合剂石墨烯制备设备、导热测试仪加热元件导热硅胶片、导热绝缘材料、导热界面材料、导热矽胶布、导热胶带、导热硅脂、导热膏、散热膏、散热硅脂、散热油、散热膜、导热膜等。 一、热设计作为一个专门的学科成功的解决了设备中热量的损耗或保持问题。在热设计中往往需要考虑功率器件与散热器之间的热传导问题。合理选择热传递介质，不仅要考虑其热传递能力，还要兼顾生产中的工艺、维护操作性、优良的性价比。 这些材料是近年来针对设备的热传导要求而设计的，性能优异、可靠。它们适合各种环境和要求，对可能出现的导热问题都有妥善的对策，对设备的高度集成，以及超小超薄提供了有力的帮助，该导热产品已经越来越多的应用到许多产品中，提高了产品的可靠性。 1）相变导热绝缘材料 利用基材的特性，在工作温度中发生相变，从而使材料更加贴合接触表面，同时也获得了超低的热阻，更加彻底的进行热量传递，是CPU、模块电源等重要器件的可靠选择。 2）导热导电衬垫 特殊工艺和先进技术的结晶，超乎寻常的导热能力和低电阻是在特殊场合使用的材料，其热传导能力和材料本身具备的柔韧性，很好的贴合了功率器件的散热和安装要求。 3）热传导胶带 广泛应用在功率器件与散热器之间的粘接，能同时实现导热、绝缘和固定的功能，能有效减小设备的体积，是降低设备成本的有利选择。 4）导热绝缘弹性橡胶 具有良好的导热能力和高等级的耐压，符合目前电子行业对导热材料的需求，是替代硅脂导热膏加云母片的二元散 热系统的最佳产品。该类产品安装便捷，利于自动化生产和产品维护，是极具工艺性和
石墨散热原理
都知道能量是守恒的，热量传输无非就三种：热传导热对流热辐射。热对流其实就跟电风扇一样原理，通过快递的空气传递，但手机里木有风扇，所以不可能是他，而热辐射也可能是主要传递方式，那么就还是热传导了。 下表罗列了几种材料与散热情况关系比较大的三个参数（导热系数、比热容以及密度） 的参考值，见下表。 以上理论参数上，我们可以这样来考虑： 其中导热系数非常容易理解，通俗理解就是导热的快慢，对于散热器来说，当然越快越好，即数值越大越好，对于保温材料则相反。 上面提到，石墨散热膜尽管拥有水平方向让其它金属难以企及的热传导系数，但在垂直方向上其热传导系数是很低的，这个特征就是手机为什么会选择其作为散热器的一个重要原因。 那么手机的热量到底去哪了？还是传导，石墨把局部的热量快速的水平传递。 它一方面将热量均匀，缓解了手机内部的局部过热。同时，它在热量还没有传至外壳之前就将其快速地扩散了，从而使用户手感不至于过烫。 这种应用下就需要评估热源产生热量的大小、石墨散热膜的面积以及最终的目标温度。因为如果热源过大，最后手机整体温度的抬升依然会被关注，石墨散热膜面积的增加一方面可以增加其热容量，让其温度抬升控制在一定的范围，同时也可以增加散热面积，加快 热量的耗散。 所以石墨散热并不是散热，只是把局部的热量快速的传递到整个贴有石墨的地方。当然热量不是储存在石墨中，而是传递给了手机别的位置，说白了把受热点放大，所以感觉不到那么热了。以前只是主板位
置受热，那块材质抗的主高温，别的地方抗不抗的住不清楚。 普通机油，要求不是很高，热量也不怎么滴，再热也不至于烫手，发烧友的话，如果贴了石墨的话，肯定会心里有底气嗨起来玩，而热量自己感觉不到，那么整个手机不是每个部分都可以承受高温的，如果当你感觉到很热的时候停下来，估计都已经晚 了。 如果石墨散热真的可以保证手机的安全运行，那么手机厂商早就应运进去了，毕竟石墨散热技术出来也不是一天两天。 其实我发帖想说的不是指石墨散热不可行，扩大散热面积有什么问题，而是想说，石墨散热后，主板的温度或许很高很高了，你却感觉不到因为被石墨疯狂的传递出去了，那么问题就来了： 1 不是手机的所有部位都抗的住高温的，石墨通关热传导跟手机外壳和空气交换能量，那个热量可能会损坏机子，而你却不知道 2 主板的温度可能很高很高时，而你却感觉不到，当你感觉到了，那么石
高导热石墨膜用PI基膜的研究
广东化工2018年第17期·48 ·https://www.360docs.net/doc/7412213669.html, 第45卷总第379期 高导热石墨膜用PI基膜的研究 尹宗杰1，何立粮1，高敬民2，杨柳3，杨麟1* (1．广州特种承压设备检测研究院，广东广州510663；2．中国南车株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412000； 3．东北电力大学，吉林吉林132012) [摘要]采用TGA、DSC、FTIR、GC-MS、HPLC等对可用于生产高导热石墨膜的典型进口PI膜的的力学性能、热物性及主体成分构成进行剖析。研究结果表明，进口石墨化用PI基力学性能优异，无机填料及灰分含量低，由苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚和第三单体的共聚物制备而成，二氨基二苯醚的摩尔含量在5 %以内，且其含量对PI膜的力学性能影响明显。 [关键词]高导热石墨膜；PI基膜；化学成分；力学性能 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2018)17-0048-03 Study on PI-based Film for High Thermal Conductivity Graphite Film Yin Zongjie1, He Liliang1, Gao Jingmin2, Yang Liu3, Yang Lin1* (1. Guangzhou Special Pressure Equipment Inspection and Research Institute, Guangzhou 510663；2. Zhuzhou Times New Material Technology Co.,LTD., Zhuzhou 412000；3. Northeast Electric Power University，Jilin 132012) Abstract: TGA, DSC, FTIR, GC-MS, HPLC, etc. were used to analyze the mechanical properties, thermal properties and bulk composition of typical imported PI films that can be used to produce high thermal conductivity graphite films. The results showed that the mechanical properties of imported graphitized PI were excellent, and the inorganic filler and ash content were low. It was prepared from the copolymer of phenylenetetrahydride, diaminodiphenyl ether and the third monomer. The molar content of diaminodiphenyl ether was less than 5%, and the content of diaminodiphenyl ether had an obvious effect on the mechanical properties of PI film. Keywords: High conductive graphite film；Polyimide membranes；Chemical composition；mechanical property 1 引言 高导热石墨膜具有优良的导热、导电性能，常用于电脑、手机等各种电子设备中装载的半导体元件或者其他发热部件的散热部件，在微电子封装和集成领域的热管理上具有非常广阔的应用前景[1]。聚酰亚胺(PI)薄膜是目前已知的耐温等级最高的聚合物薄膜之一，其分子链中拥有稳定的芳杂环结构，使其具有优异的耐氧化稳定性、耐高温、优良的机械性能以及碳密度高等特性，这是其它聚合物难以实现的[2]。因此，在制备高导热石墨膜，聚酰亚胺薄膜具有不可替代的优势。 国内生产PI膜产品的企业较多，国内主要生产PI 薄膜的厂家有均以热亚胺化法双拉设备生产电子级聚酰亚胺薄膜，但这些PI基膜无法满足高导热石墨膜的需求。主要表现在品质达不到国外产品水平，热尺寸稳定性差，线膨胀系数(CTE)大于40，热收缩率超过0.1 %，分子量低，强度低，热稳定性低，生产效率低(约为化学亚胺化法的1/6)，采用此类工艺生产的前驱体PI基膜在高温碳化过程中裂解，经过碳化和高温石墨化后，起皱严重，不耐弯折，导热系数低，韧性差。 国外科学家对PI膜的原料组成、结构、性质和热处理工艺进行了广泛研究[3-6]，为了拓宽其应用领域，还将PI膜加压热处理制成块体石墨材料[7]。国内研究人员对高导热炭基材料和PI膜的性能也做了大量的研究[8-11]。2011年底，国内最大高导热石墨膜生产商常州碳元科技有限公司实现了高导热石墨膜的国产化[12]。据统计，目前生产高导热石墨膜所用原材料PI基膜全部为进口产品，主要是美国杜邦、韩国SKC与台湾达迈产。为了找出高导热石墨膜用国产PI膜与进口PI基膜的差距，突破高导热石墨膜行业的国际垄断，本文通过对进口PI基膜展开的剖析，从材料成分以及配比上来为高导热石墨化用PI基膜提供研究基础。 2 实验 对可用于生产高导热石墨膜的典型进口PI膜—韩国SKC、中国台湾达迈等公司的石墨膜用PI基膜的性能表征以及成分剖析。 采用美国Thermo Fisher的IS 50型傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、TRACE 1300/ISQ型气相色谱与质谱联用仪(GC-MS)、美国Waters公司生产的UPLC型高效液相色谱仪(HPLC)等对进口PI膜进行化学性能分析以及主体成分的精确化定量分析。采用美国TA公司生产的SDT Q600热综合分析仪及Q2000型差示扫描量热仪对PI薄膜的无机填料、灰分含量及玻璃化转变温度分析。采用美国Instron公司生产的5969型电子万能材料试验机分析PI 膜的力学性能。 3 结果与讨论 3.1 PI膜力学性能分析 由电子万能试验机测得韩国SKC公司及中国台湾达迈公司的石墨化用PI基膜的力学性能如表1所列。从表1可以看出，两种石墨化用PI基膜的力学性能差别不大，拉伸强度都在200 MPa 以上，断裂伸长率为75 %~90 %范围内，弹性模量均大于 3.00 MPa，其力学性能比较优异。 表1 典型进口PI膜力学性能表 Tab.1 Mechanical properties of typical imported PI films 厂家厚度/mm 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 弹性模量/GPa 纵向横向纵向横向纵向横向 韩国SKC 0.051 214 224 75.5 83.9 3.21 3.23 台湾达迈0.051 228 232 90.0 90.3 3.09 3.22 3.2 PI膜热物性分析 [收稿日期] 2018-08-15 [基金项目] 广东省质量技术监督局科技项目《高导热石墨烯聚酰亚胺膜(PI膜)制备关键技术及产业化研究》(2016CT21) [作者简介] 尹宗杰(1983-)，男，山东人，硕士研究生，高级工程师，主要研究方向为石墨烯等新材料的研发与检测。 *为通讯作者：杨麟(1962-)，男，湖南人，教授级高级工程师，主要研究方向为材料研发与检测。
2017年高导热石墨膜行业分析报告
2017年高导热石墨膜行业分析报告 2017年1月
目录 一、行业主管部门、监管体制、主要产业政策 (4) 1、行业主管部门及相关行业组织 (4) 2、主要产业政策 (4) 二、行业基本情况 (6) 1、行业概况 (6) 2、行业发展前景 (8) （1）智能手机市场仍将保持增长态势 (9) A. 全球智能手机市场持续增长 (9) B. 中国智能手机品牌全球市场占有率大幅提升 (9) C. 智能手机性能进一步提升，提高高导热石墨膜应用比例 (10) （2）超薄笔记本电脑、平板电脑等其他消费电子领域具有较大的市场空间 (11) A. 超薄笔记本应用出现 (11) B. 平板电脑空间广阔 (12) C. 可穿戴设备需求持续快速增长 (13) 三、影响行业发展的因素 (13) 1、有利因素 (13) （1）行业下游消费电子产品出货量的高速增长带动了高导热石墨膜的需求增长 (13) （2）国家政策大力支持行业发展 (14) 2、不利因素 (14) （1）智能手机价格下降压缩行业利润空间 (14) （2）国内竞争者的陆续进入将拉低行业整体毛利率 (14) 四、进入本行业的主要障碍 (14) 1、研发实力壁垒 (14) 2、专利技术壁垒 (15) 3、规模壁垒 (15) 4、供应商认证壁垒 (15)
五、行业经营模式 (16) 六、行业利润水平及变动趋势 (16) 七、行业周期性、区域性和季节性特征 (16) 1、周期性 (16) 2、区域性 (17) 3、季节性 (17) 八、行业上下游之间的关系及其对本行业的影响 (17) 九、行业技术特点及发展趋势 (18) 1、行业技术特点 (18) 2、行业技术发展趋势 (19) （1）厚度范围更广，导热效率更高 (19) （2）应用范围更广 (19) 十、行业竞争格局 (19) 1、日本松下 (20) 2、Graftech (21) 3、Kaneka (21) 4、北京中石伟业科技股份有限公司 (21) 5、嘉兴中易碳素科技有限公司 (21) 6、镇江博昊科技有限公司 (21) 7、深圳市新纶科技股份有限公司 (22) 8、深圳垒石热管理技术有限公司 (22)
石墨烯以及导热性质的介绍
石墨烯以及导热性质的 介绍 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
石墨烯以及导热性质的有关介绍 石墨烯( Graphene)又叫单层石墨，是构造其他石墨材料的最基本的材料单元。石墨稀是由ss2碳原子以蜂窝状晶格构成的二维单原子层结构。每个碳原子周围有３个碳原子成键，键角120°；每个碳原子均为ss2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键。在石墨烯中，碳原子在不停的振动，振动的幅度有可能超过其厚度。其中最重要的石墨烯的晶格振动，不仅仅影响石墨烯的形貌特征，还影响的石墨烯的力学性质、输运特性、热学性质和光电性质。对石墨烯的热学性质的影响主要是由于石墨烯晶格振动。 根据有关资料的显示，对石墨烯晶格振动的研究可利用价力场方法。在价力场方法中，石墨烯内所有原子间的相互作用力可以分为键的伸缩力和键的弯曲力。从经典的热学理论出发，对石墨烯的导热系数进行研究。 一、以下是石墨烯薄片的热通量有关的表达式:
上面理论计算的导热系数主要由石墨烯的声子频率、声子的支数和声子的作用过程等决定。从得出的结果出可以得出以下的图表： 从图中看出来石墨烯的导热系数随温度的增加而减小。在同一温度下，导热系数随石墨烯的宽度的增加而增加。由经典的热传导理论可知，随着温度的升高，晶格振动加强，声子运动剧烈，热流中的声子数目也增加。声子间的相互作用或碰撞更加频繁，原子偏离对平衡位置的振幅增大，引起的声子散射加剧，使导热载体(声子)的平均自由程减小。这是石墨烯的导热系数随温度升高而降低的主要原因。对于石墨烯，电子的运动对导热也有一定的贡献，但在高温情况下，晶格振动对石墨烯的导热贡献是主要的，起主导作用。 二、石墨烯的导热系数经验公式 式中 Xg 是温度系数，L 是单层石墨烯的中间部分与散热片之间的距离，h 是单层石墨烯厚度，d 为单层石墨烯的宽度，δf 是G 峰位移，δP 是样品的热功率的变化。从经验公式可以看出，石墨烯的导热系数主要受 3不同宽度的石墨烯薄片的导热系