【摘 要】
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随着电子设备向智能化、小型化和集成化发展,其散热问题已成为各方关注焦点。由于功率密度随模块尺寸减小而增加的趋势,因此提高设备散热性能是非常具有挑战性和应用前景的。以石墨烯为填料制备的高辐射散热涂层,通过分子振动,以电磁波的形式将热量传递到环境中进行散热,从而降低发热源温度,提升设备稳定性,延长设备使用寿命。同时使用辐射散热的散热器无需额外的电源和散热设备,设备体积小,无噪音产生,节能环保。但是石墨
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随着电子设备向智能化、小型化和集成化发展,其散热问题已成为各方关注焦点。由于功率密度随模块尺寸减小而增加的趋势,因此提高设备散热性能是非常具有挑战性和应用前景的。以石墨烯为填料制备的高辐射散热涂层,通过分子振动,以电磁波的形式将热量传递到环境中进行散热,从而降低发热源温度,提升设备稳定性,延长设备使用寿命。同时使用辐射散热的散热器无需额外的电源和散热设备,设备体积小,无噪音产生,节能环保。但是石墨烯具有强疏水特性,存在分散性较差,散热涂层与金属基板界面附着力较弱等问题,导致石墨烯高辐射散热涂层在应用上受到一定限制。因此,本论文制备了石墨烯辐射散热涂层,通过增强石墨烯分散性、附着力以及提高辐射率等方式,从而实现了铝散热器散热效率的显著提升。具体研究内容如下:（1）通过对Hummers法进行改良,制备了氧化石墨烯分散液,随后使用冷冻干燥法和900℃热还原工艺制备了还原氧化石墨烯粉体（RGO）,并创新性地对RGO表面进行亲水化改性,得到羧基化石墨烯粉体（RGO-COOH）。研究结果表明,RGO-COOH在保持原有结构完整性的情况下,分散性与RGO相比得到较大改善,在水性溶液中静置24 h后,无沉淀现象产生。（2）在RGO-COOH上负载纳米Si C颗粒,然后采用溶液共混法将其添加到丙烯酸/聚氨酯双组分杂合水性树脂乳液（PAU）基体中形成导热散热网络,向混合液中添加铬酸盐碱性溶液,采用喷涂法在金属铝基板上制备羧基化石墨烯-丙烯酸/聚氨酯（RGOCOOH/PAU）复合散热涂层。研究结果表明,涂层会与铝基板表面发生氧化反应,在反应界面形成接触位点,增强了涂层在铝基板表面的附着力;同时,涂层的辐射率和热导率也显著提高,从而使散热效率实现明显提升。（3）通过自主设计的真空实验釜,分别在常压和真空条件下对复合散热涂层的散热性能和循环性能进行测试。研究结果表明,在这两种条件下,涂层均能降低铝散热器表面平衡温度,提高散热效率。经过30次循环实验后,涂层外观无明显裂纹和脱落现象产生,依旧可以保持良好的散热性能。
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