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《功能化石墨烯薄膜的制備與導(dǎo)熱性能研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文功能化石墨烯薄膜的制備與導(dǎo)熱性能研究PREPARATIONANDTHERMALCONDUCTIVITYOFFUNCTIONALIZEDGRAPHENEFILMS譚祾月哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TB34學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：620密級：公開工程碩士學(xué)位論文功能化石墨烯薄膜的制備與導(dǎo)熱性能研究碩士研究生：譚祾月導(dǎo)師：歐陽家虎教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：材料學(xué)所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TB34U.D.C:620Dissertationforthe
2、MasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDTHERMALCONDUCTIVITYOFFUNCTIONALIZEDGRAPHENEFILMSCandidate：TanlingyueSupervisor：Prof.OuyangJiahuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Co
3、nferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要隨著科技和電子信息技術(shù)向高度集成化的發(fā)展，功耗與散熱也日益成為不容回避的問題。石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能，無缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/(m·K)，是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的碳材料。本論文采用方法簡單、成本低廉的氧化還原旋涂方法制備功能化石墨烯薄膜，探究石墨烯薄膜的晶粒尺寸、功能化方式等因素對薄膜的散熱性能的影響，最終獲得具有較高的熱導(dǎo)系數(shù)的功能化石墨烯散熱薄膜，并將其應(yīng)用于微電子設(shè)備。采用不同尺寸的天然鱗片石墨粉作為原料氧化
4、還原后制備了穩(wěn)定的石墨烯漿料，并用真空抽濾法制備石墨烯薄膜。針對石墨烯薄膜散熱性能優(yōu)化了制備石墨烯薄膜的工藝參數(shù)。真空過濾組裝的石墨烯薄膜允許形成的高度對齊的納米結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于石墨烯基膜的相對高的平面內(nèi)熱導(dǎo)率。天然鱗片石墨原料晶粒尺寸越大，制備的石墨烯薄膜熱擴散系數(shù)及熱導(dǎo)率越高。原因是晶粒尺寸越大，片層之間的接觸以及缺陷就會散射聲子，增加散熱性能。對氧化石墨烯進行功能化處理，采用功能試劑能與氧化石墨烯水解反應(yīng)，從而引入硅烷醇基團。采用旋涂法制備功能化石墨烯薄膜并對其組織結(jié)構(gòu)熱物理性能進行表征，研究了制備工藝以及催化劑對功能化氧化石墨烯的影響，發(fā)現(xiàn)了適量的催化劑的
5、添加對功能化有一定的促進作用。探究了功能化薄膜的制備工藝旋涂速度、旋涂量、熱處理等對功能化石墨烯薄膜的影響，石墨功能化石墨烯薄膜的最佳制備制備工藝為旋涂速度2000rpm，功能試劑旋涂量20μL，熱處理溫度為50oC。對功能化石墨烯薄膜和石墨烯薄膜進行了微觀結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱性能的對比表征分析，功能化石墨烯薄膜具有比石墨烯薄膜更加曲翹的層狀結(jié)構(gòu)，F(xiàn)T-IR、RAMAN、XPS分析證實了功能化基團的引入。散熱性能表征結(jié)果表明，相對于石墨烯薄膜，功能化石墨烯的具有更好的導(dǎo)熱性能，縱向熱擴散系數(shù)和熱導(dǎo)率分別為1275.07W/(m·K)和2.48W/(m·K)。通過硅烷官能化的石墨
6、烯薄膜熱導(dǎo)率增加，主要是由于石墨烯基的強化學(xué)鍵合增強了界面熱傳遞并限制了橫截面聲子散射。最后對功能化石墨烯薄膜在硅片模擬器件上的散熱效果進行了測試，表明功能化石墨烯薄膜在電子器件散熱領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：石墨烯；功能化；熱導(dǎo)率；旋涂法–I–哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractWiththedevelopmentoftechnologyandelectronicinformationtechnologytoahighdegreeofintegration,powerconsumptionandheatdissipationhavebecomeaninevi
7、tableproblem.Graphenehasverygoodthermalconductivity,andthethermalconductivityofundefectivesingle-layergrapheneisupto5300W/(m·K),whichisthecarbonmaterialwiththehighestthermalconductivitysofar.ThispaperadoptsthemethodissimpleandlowcostofREDOXspincoatingmethodforpreparationoffunct
