- 石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料
- 白樹林編著
- 1066字
- 2023-02-28 19:28:23
前言
近年來,有關(guān)石墨烯的研究快速增多,使得石墨烯成為近十幾年來的熱門材料之一。除了具有極佳的力學(xué)和電學(xué)性能,石墨烯還具有非常高的熱導(dǎo)率,使得人們對(duì)于石墨烯在電子器件熱管理方面的應(yīng)用有很大的期待。然而,單層或少層石墨烯的尺寸太小,很難直接作為散熱材料被應(yīng)用。而石墨烯作為導(dǎo)熱填料來制備聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料,很有可能替代當(dāng)前廣泛應(yīng)用的氧化鋁填充硅橡膠、氧化硅填充環(huán)氧樹脂等導(dǎo)熱墊片、熱界面材料,在電子器件熱管理方面具有重要的工程應(yīng)用前景?;诖?,世界上有關(guān)石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料方面的研究論文如雨后春筍般涌現(xiàn)。通過Web of Science統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)(見下圖),如果以聚合物、復(fù)合材料和熱導(dǎo)率為相應(yīng)關(guān)鍵字進(jìn)行檢索(灰色柱),國(guó)際上發(fā)表的文章數(shù)從2008年的三百多篇增長(zhǎng)到2021年的近兩千篇。如果以石墨烯、聚合物、復(fù)合材料和熱導(dǎo)率作為搜索關(guān)鍵詞(斜紋柱),發(fā)表的文章數(shù)從2008年的幾乎零篇增長(zhǎng)到2020年的617篇(2021年略有降低)。也就是說,石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料的論文占聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料的比例從0.66%上升到37.30%。這表明石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料研究的發(fā)展非常迅速,對(duì)其熱學(xué)性能的研究逐漸成為研究的一個(gè)重要分支。

石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料(斜紋柱)和總聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料(灰色柱)的發(fā)表論文數(shù)(所有數(shù)據(jù)均來自Web of Science)
北京大學(xué)多功能復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室從2010年開始涉足石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究,重點(diǎn)關(guān)注此類復(fù)合材料的熱學(xué)性能,從分散石墨烯片、取向石墨烯到三維石墨烯結(jié)構(gòu)填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料,開展了系統(tǒng)的研究工作,獲得了一些原創(chuàng)性的成果,構(gòu)成了本書的大部分內(nèi)容。此外,為了使本書內(nèi)容更加豐富和全面,書中也加入了其他學(xué)者的一些研究成果。
北京大學(xué)多功能復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室的師生參與了本書的撰寫工作,他們是任柳丞(第1章和第4章)、方浩明(第2章和第10章)、趙云紅(第3章和第10章)、任艷娟(第5章)、呂瑞聰(第6章)、牛紅雨(第7章)、張曉(第8章)、張亞飛和韓東(第9章)、郭海長(zhǎng)(第11章)、康磊(第12章),白樹林對(duì)全書進(jìn)行了潤(rùn)色和校對(duì)。
本書的研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(NO.11272008、U1330101、11361161001、11672002、U1730103)及其他項(xiàng)目的資助。
由于石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究成果非常豐富,限于本書的篇幅,不可能面面俱到,使得很多優(yōu)秀的研究成果沒有被收錄進(jìn)來。此外,作者的水平有限,書稿中難免有疏漏和不妥之處,懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。同時(shí),希望這樣一本有關(guān)石墨烯填充聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能的著作能夠?qū)氖略擃I(lǐng)域的學(xué)者、研究生及相關(guān)的企業(yè)人士有所幫助,這將使我們感受到一絲欣慰。
白樹林
2022年6月于北京大學(xué)