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    微晶材料丨解析石墨散熱材料的原理和運用

    微晶材料丨解析石墨散熱材料的原理和運用

    • 分類:行業動態
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2022-06-01
    • 訪問量:742

    【概要描述】WJ-5076石墨烯散熱涂料不僅可以應用于家電、暖通、工業設備的散熱部件,如空調散熱器、家電散熱器、采暖系統散熱器、LED燈具散熱器、熱交換設備散熱器等,還可以涵蓋碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅等基材。

    微晶材料丨解析石墨散熱材料的原理和運用

    【概要描述】WJ-5076石墨烯散熱涂料不僅可以應用于家電、暖通、工業設備的散熱部件,如空調散熱器、家電散熱器、采暖系統散熱器、LED燈具散熱器、熱交換設備散熱器等,還可以涵蓋碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅等基材。

    • 分類:行業動態
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    • 發布時間:2022-06-01
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    隨著電子器材以及產品向高集成度、高運算范疇的發展,耗散功率隨之倍增,散熱日益成為一個亟待解決的難題。今天跟大家一起來了解石墨散散熱材料及原理運用。

    一、關于散熱

    傳統的導熱資料大部分為金屬(Ag、Cu、Al等)、金屬氧化物(BeO、Al2O3、Fe2O3等)、以及其他非金屬資料(炭黑、石墨、AlN等),一直以來,在電子器材和產品散熱等范疇,銅質、鋁質等傳統散熱資料都被運用;近年來興起的石墨烯資料,憑借其優異的導熱特性、快速散熱特性(與空氣對流)以及質輕柔韌等特性,被認為是一類具有競爭力的散熱材料。

    二、石墨烯散熱的原理

    石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。

    1、熱性能

    石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK,是目前為止導熱系數最高的碳材料,高于單壁碳納米管(3500W/mK)和多壁碳納米管(3000W/mK)。當它作為載體時,導熱系數也可達600W/mK。此外,石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導率的下限下移。

    2、力學特性

    石墨烯是已知強度最高的材料之一,同時還具有很好的韌性,且可以彎曲,石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa,固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離

    子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度,平均模量可大0.25TPa。 由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔,因而石墨紙顯得很脆,然而,經氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

    3、光學特性

    石墨烯具有非常良好的光學特性,在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%,看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內,厚度每增加一層,吸收率增加2.3%。

    大面積的石墨烯薄膜同樣具有優異的光學特性,且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。室溫下對雙柵極雙層石墨烯場效應晶體管施加電壓,石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調整。施加磁場,石墨烯納米帶的光學響應可調諧至太赫茲范圍。

    在熱力學中,石墨散熱器中的石墨烯散熱膜的散熱包含傳導Conduction、對流Convection和輻射Radiation等幾種辦法。詳細舉例而言,CPU散熱片底座與CPU直接觸摸帶走熱量的辦法就歸于熱傳導;常見的散熱風扇帶動氣體流動即熱對流;熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量。一般情況下(400攝氏度以下),散熱系統中主要依賴的還是熱傳導和熱對流,其間熱傳導主要與散熱器資料的導熱系數和熱容有關,熱對流則主要與散熱器的散熱面積有關。

    WJ-5076是合肥微晶材料科技專門研發的一款耐高溫熱輻射涂料/散熱涂料,本產品涂 裝薄,形成的涂膜穩定性好,可在300℃以上的環境中長期使用而不發生脫 落、黃變、開裂等現象。本涂料中添加的石墨烯提高了涂膜的紅外熱輻射效 果,也改善了部件涂裝后的散熱性能,更使得部件的耐腐蝕、耐高溫等性能有了顯著提升。

    產品物理性能:

    序號

    測試項目

    測試條件/方式

    WJ-5076

    1

    顏色

    目測

    灰色

    2

    粘度

    25±0.5℃,Brookf eld (3#,60rpm)

    650CP

    3

    比重

    25±0.5℃,QBB比重杯

    1.10±0.10

    4

    溶劑

    ____

    5

    固含

    150℃*10min+280℃*10min

    23.00±1.00%

    6

    使用期限

    25℃

    6個月

    產品特點:

    石墨烯水性分散技術:將高質量石墨烯分散在水性樹脂中制備成水性熱輻射涂料

    高紅外熱輻射率:紅外熱輻射率高達0.95

    熱交換效能優異:熱輻射效果提升超過10倍,熱傳遞效率提升70%~80%

    涂層機械性能好:附著力0級,抗-20℃~150℃冷熱沖擊

    耐溫性佳:最高耐受300℃,長期使用不脫落、不黃變、不開裂

    施工方式多樣:適用噴涂工藝,也可浸涂、刮涂、刷涂、輥涂

    可選底材豐富:常見金屬、陶瓷、塑料基材均可施工

    應用案例:

    WJ-5076石墨烯散熱涂料不僅可以應用于家電、暖通、工業設備的散熱部件,如空調散熱器、家電散熱器、采暖系統散熱器、LED燈具散熱器、熱交換設備散熱器等,還可以涵蓋碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅等基材。

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