一文了解石墨烯在熱管理的應(yīng)用

根據(jù)The Market for Thermal Management Technologies報(bào)告，熱管理產(chǎn)品在全球市場的市值預(yù)估可由2015年的107億美元成長至2021年的147億美元，年復(fù)合成長率（CAGR）為5.6%，不僅顯示熱管理是一重要產(chǎn)業(yè)，也代表市場上對(duì)熱管理產(chǎn)品的殷切需求。石墨烯不僅適用于新材料界領(lǐng)域，在光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。

目前正處于高速發(fā)展的新型微電子設(shè)備、光電轉(zhuǎn)化設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備的電子器件部分正向超大集成化發(fā)展，微小的溫度增加會(huì)引起芯片的“熱崩潰”，這對(duì)熱管理效率提出了更高的要求，傳統(tǒng)散熱的方式可能沒法滿足這些高發(fā)熱器件的需求。新型散熱材料的出現(xiàn)，其優(yōu)異的熱管理能力可高效導(dǎo)熱散熱電子器件散發(fā)的熱量，延長其使用壽命。

熱管理的主要目的就是將物體中的積聚熱迅速傳遞出去以及為需要熱的物體供應(yīng)大量的熱能，以上需求石墨烯都能解決。單層石墨烯的導(dǎo)熱率為5300W/m*k，是現(xiàn)有材料中導(dǎo)熱性能最好的材料。它可將產(chǎn)品內(nèi)部熱量均勻分散、快速傳導(dǎo)散發(fā)到空氣環(huán)境、減少內(nèi)部熱量積聚的能力。此外，石墨烯涂層還有抗菌、遠(yuǎn)紅外、超薄、耐腐蝕等特點(diǎn)。

石墨烯具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)特性，且熱輻射系數(shù)超過0.95，因此無論就導(dǎo)熱、散熱或熱管理的角度來看，從電子元件、零組件到LED，石墨烯能提供符合設(shè)計(jì)需求的產(chǎn)品型態(tài)，可有效改善現(xiàn)行散熱產(chǎn)品的效能。采用高散熱效率的石墨烯材料可以解決金屬因顆粒尺寸小的原因?qū)е碌木Ы缟嵯拗茻彷d體自由程的問題，從而解決了超大規(guī)模集成電路散熱難題，進(jìn)而在超級(jí)計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星電路、5G時(shí)代手持終端設(shè)備等高功率高集成度系統(tǒng)的散熱方面有廣泛的應(yīng)用，還可為碳基納米集成電路的開發(fā)提供解決方案。