柔性高导热石墨烯/富勒烯复合薄膜的制备及性能表征

发布时间：2021-07-31 09:24

　　石墨烯作为一种二维晶体,由于其独特的热传递性能超过了石墨体的极限,成为人们关注的散热材料。柔性石墨烯/富勒烯复合薄膜是通过将富勒烯纳米粉末（10000目）与氧化石墨烯水溶性浆料复合,获得氧化石墨烯/富勒烯分散体,经高温碳化-石墨化而制成的。在这种全碳结构中,采用零维的富勒烯作为石墨烯片层之间的桥接构件来增强薄膜的机械强度以及热稳定性。且富勒烯有效的填充了二维石墨烯片层之间的间隙,提高了石墨烯薄膜跨界面的热传输效率。所得到的分层石墨烯/富勒烯复合薄膜具有很高的平面内导热系数最高可达1 008 W/（m·K）以及优异的跨界面热传输性能,z向导热率可达50 W/（m·K）,良好的热稳定性能和抗拉强度3.25 MPa,热分解温度比石墨烯薄膜提高50℃。机械性能和热性能的结合有望使这种材料成为下一代商用便携式电子产品的散热装置。 

【文章来源】：功能材料. 2020,51(07)北大核心CSCD

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【部分图文】：

GO薄膜与GO/C60复合薄膜的FTIR谱图

GF和G/C60复合薄膜的SEM图像

在有氧气氛下,用热重法对制备好的GF和C60含量为10%、20%、30%、 50% 的G/C60复合薄膜进行了热稳定性能分析。如图4所示,各薄膜的质量损失分为以下两个阶段:(I)各薄膜的物理吸附水被蒸发;(Ⅱ)薄膜被氧化分解为丰富的CO和CO2。由图3可得,G薄膜在0～500℃的范围内质量损失很小。500～700 ℃的范围内质量开始大量损失。并且随着C60含量的增加,热分解起始温度增高。这是因为附着在薄膜表面的富勒烯分子易与空气中的含氧自由基结合,不易被空气中的氧气反应[19-20]。因此C60的添加可以明显提升石墨烯薄膜的抗氧化性能。当薄膜C60含量为50%时,热稳定性最好,热氧化分解的起始温度可达650 ℃,比石墨烯薄膜提升了50 ℃。由此可知,薄膜可适应复杂的高温工况,且适应力更好。图4 GF与G/C60复合薄膜的TGA曲线

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3313202