石墨烯/PDMS复合材料

发布时间:2022-06-22    浏览:54次

1. 研究石墨烯/PDMS复合材料导热性能的背景意义

随着电子信息产业的飞速发展,电子元器件的集成度越来越高,体积越来越小,电子元器件的发热严重影响其寿命,散热成为一个亟待解决的问题。而传统的散热方法已达到瓶颈,需要研究新的散热方法。有学者从研究新型导热高分子复合材料方面考虑,将高导热填料石墨烯加到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中制备导热高分子复合材料,从实验和理论两方面对石墨烯/PDMS复合材料的导热性能进行了研究。研究发现:随着石墨烯体积分数的增加,平行于磁场方向的各向异性复合材料热导率呈非线性增长,而垂直于磁场方向的各向复合材料热导率变化不大。

2. 石墨烯/PDMS复合材料的制备

石墨烯/PDMS复合材料的研究是在PDMS基体内加入少量高热导率的石墨烯材料,在不改变PDMS力学性能的前提下,提高热界面材料的热导率,以便可以用于电子元器件的散热。在导热高分子复合材料中,石墨烯填料是其重要的组成部分。

2.1 制备石墨烯/PDMS复合材料所需的原材料

制备石墨烯/PDMS复合材料所需的原材料主要包括聚合物基体和填料两种。聚合物基体采用道康宁Sylgard184双组份硅橡胶(购自苏州中芯启恒科学仪器有限公司)、填料为石墨烯;此外分散石墨烯的分散剂选用1,4二氧六环。

图1  道康宁Sylgard184双组份硅橡胶(中芯启恒).png 

1  道康宁Sylgard184双组份硅橡胶(中芯启恒)

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2.2 石墨烯/PDMS复合材料的制备流程

第一步,把石墨烯倒入烧杯中,加入1,4二氧六环分散剂对石墨烯进行分散处理,利用超声波振动使石墨烯均匀分散在分散剂中。

第二步,把PDMS双组份与石墨烯混合。

第三步,使用真空除泡器除泡。

图2 真空除泡器(中芯启恒).png

2 真空除泡器(中芯启恒)

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第五步,将混合物倒入相应的模具中,若是要加工成薄膜,可以采用匀胶机旋涂加热固化。

图3 电热鼓风干燥箱(中芯启恒).png

3 电热鼓风干燥箱(中芯启恒)

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图5 EZ4-S小巧型匀胶机(中芯启恒).png

4 EZ4-S小巧型匀胶机(中芯启恒)

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第六步,将固化后的PDMS取下,得到石墨烯/PDMS复合材料。

 图6 石墨烯PDMS复合材料.png

5 石墨烯/PDMS复合材料

 


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