在5G时代，电子和光电设备中数据的高频和高速传输将产生大量热。因此，发展具有高导热率（K）和较厚的热管理材料以实现局部散热，这是急切需要的。常规热管理材料主要包括金属材料和非金属碳基材料。一般来说，金属材料的厚度高但K值有限，而非金属碳基材料的K值高但难以使其厚度变高。为解决这一矛盾，这里提出了一种可行的方法，基于氧化石墨烯片之间的自融合特性制备了具有高K值的超厚石墨烯薄膜。所获得的超厚石墨烯薄膜其厚度可达200​​ mm，同时保持高K值为1224±110 W m-1 K-1。此外，该超厚石墨烯薄膜在传热过程中显示出很高的热通量。该研究工作为解决高频和大功率设备散热问题提供了一种可行的思路。
 
Figure 1. 建造超厚 GF的示意图以及每一个步骤的光学照片。
 

Figure 2. （a）单个薄GOF的横截面。在湿法熔合（b），热压（c）和石墨化（d）后的三层粘合膜的横截面。（e-h）不同层粘合后一系列厚的薄膜。
 

Figure 3. （a-f）PGOF，PGF和LGF的搭接剪切测量。（g，h）PGOF的横截面图。（i）PGF连接界面的形貌。（j）LGF的横截面图。（k，l）LGF连接界面的形貌。
 

Figure 4. （a-c）PGF，BGF和LGF的侧视横截面图。（d）PGF和BGF的XRD图谱。（e）三种薄膜的热导率与厚度的函数关系。（f）三种薄膜的电导率与厚度的函数关系。
 

Figure 5. （a）GF和金属箔的红外热像图。右边的三个样品的厚度为200 mm，垂直安装在恒温热源上。（b）根据红外热像图显示的不   同样品的温度曲线。（c）块状石墨被不同薄膜样品加热时，其温度随时间的变化情况。所有薄膜都具有相同的几何形状。（d）块状石墨被不同层PGF样品加热时，其温度随时间的变化情况。

       该研究工作由美国路易斯安那理工大学Kasra Momeni研究团队于2020年发表在Carbon期刊上。原文：Shear-induced diamondization of multilayer graphene structures: A computational study。

摘自《石墨烯杂志》公众号：