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石墨烯散热涂料——让器件“冷静”下来

来源:墨睿科技|

发表时间:2022-09-14

点击:15762

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石墨烯是由碳原子组成的只有单层原子厚度的二维碳材料,被称为“新材料之王”。与其他碳材料相比,石墨烯具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度的结构,这使得石墨烯在光学、电学、热学、力学上表现出优异和显著的特性,包括高导电性(电子迁移率高达2×105 cm2/(V·s))、高强度(杨氏模量达1 TPa)、高热导率(室温下5300W/(m·K))、极高的表面积(2630 m2/g)、优异的热稳定性、强疏水性等性能,使其在功能涂层材料领域具有良好的应用前景。


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石墨烯。图片©SciTechDaily

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散热涂料是一种通过增强热源表面红外辐射率,从而提高物体表面散热效率的功能性涂料。热的传递方式主要有三种,分别是热传导、热对流和热辐射。其中热传导这一方式主要是将电子器件产生的热量快速导出到电子产品散热器表面,热对流和热辐射主要是将散热器表面的热量散发到空气中去。在很多需要高效散热的领域,由于受到空间、尺寸及环境的制约,无法采用加速对流的方式将热量交换出去。因此,通过涂层技术增强红外辐射散热是首选解决方案,也是提高散热器散热性能的重要途径。


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石墨烯具有非常高的导热系数和极强的辐射率,单层石墨烯的导热系数可达5300 W/m·K,热辐射发射率在红外线范围为0.99,因此石墨烯作为热辐射散热材料有巨大的潜力。以石墨烯为原料制备的石墨烯散热涂料可以同时发挥其优异的热传导和红外辐射功能,涂刷在基材表面后能大幅提升基材表面的热辐射系数(达0.9以上),大大提升物体表面的热交换效率,降低物体表面及内部温度。


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墨睿科技研发团队完全自主研发的石墨烯散热涂料是一款双组分散热材料。其核心材料石墨烯具有良好的导热、防腐和机械性能,研发团队可根据涂料具体的应用场景和使用需要进行配方的调整与优化,从而使其在各类涂料中最大限度地提升其散热、防腐及耐磨等优异性能。石墨烯材料本身无毒无害,可减少或替代传统涂料中无机填料的使用,增强散热效果、降低成本。石墨烯散热涂料适用于喷涂、浸涂、刷涂等涂覆方式涂覆在镁合金、铝合金等散热器或高分子材料表面,以提升散热器的散热效果。


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石墨烯散热涂料具有丰富的使用场景,可广泛应用于大功率LED散热器、CPU散热器、工业设备散热、汽车零部件散热等领域。


产品应用展示如下:


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石墨烯散热涂料技术指标


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石墨烯散热涂料终端应用实例


应用终端1——石墨烯涂层散热器:降低空调控制器芯片温度。


散热器包括铝制散热本体和石墨烯涂料层,石墨烯涂料层附着在铝制散热本体的外表面;该空调包括主板、控制器芯片和散热器,主要原理是通过在铝制散热本体的外表面附着石墨烯涂料层,增加整个散热器的表面发射率,从而增加散热效率,使空调控制器芯片的温度降低速度得到很好的改善,不仅能够增加芯片的使用寿命,还可以提高空调整机的可靠性,减小散热器的尺寸,优化结构设计,降低散热器的生产成本。


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应用终端2——石墨烯涂层逆变器:降低器件内部温度。


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客户测试石墨烯散热涂料性能数据


墨睿科技具备大规模生产石墨烯原料的优势,掌握各种石墨烯制备方法,可以根据客户的不同需求量身定制相关的石墨烯产品。经过多年累积的研究探索及生产实践,墨睿科技聚焦在热管理和新能源两大板块。在热管理领域,墨睿科技拥有诸如石墨烯导热膜、石墨烯相变均温板、石墨烯散热涂料等先进热管理材料,并运用物性分析、模型设计、仿真模拟等手段,合理搭配各种材料形成一系列独特高效的热管理方案。在新能源领域,研发团队利用石墨烯高比表面积、高导电等特点,结合锂电池企业的需求定向开发各种石墨烯导电剂、石墨烯包覆改性电极材料等产品,切实解决锂离子电池的痛点。


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