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石墨烯热辐射散热涂料

石墨烯热辐射散热涂料

  • 分类:行业动态
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-06-13
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【概要描述】石墨烯(Graphene)是一种碳原子以sp2杂化连接紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。与其他碳材料相比,石墨烯具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度的结构,这使得石墨烯在光学、电学、热学、力学上表现出优异和独特的性质,包括高导电性(电子迁移率高达2×105 cm2/(V·s))、高强度(杨氏模量达1 TPa)、高热导率(5300W/(m·K))、极高的表面积(2630 m2/g)、优异的热稳定性、强疏水性等特性,使其在功能涂层材料领域具有良好的应用前景。 

石墨烯热辐射散热涂料

【概要描述】石墨烯(Graphene)是一种碳原子以sp2杂化连接紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。与其他碳材料相比,石墨烯具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度的结构,这使得石墨烯在光学、电学、热学、力学上表现出优异和独特的性质,包括高导电性(电子迁移率高达2×105 cm2/(V·s))、高强度(杨氏模量达1 TPa)、高热导率(5300W/(m·K))、极高的表面积(2630 m2/g)、优异的热稳定性、强疏水性等特性,使其在功能涂层材料领域具有良好的应用前景。 

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石墨烯(Graphene)是一种碳原子以sp2杂化连接紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。与其他碳材料相比,石墨烯具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度的结构,这使得石墨烯在光学、电学、热学、力学上表现出优异和独特的性质,包括高导电性(电子迁移率高达2×105 cm2/(V·s))、高强度(杨氏模量达1 TPa)、高热导率(5300W/(m·K))、极高的表面积(2630 m2/g)、优异的热稳定性、强疏水性等特性,使其在功能涂层材料领域具有良好的应用前景。 

常见热量传递方式有:热传导、热对流、热辐射。

1、热传导:指温度不同的物体各部分间或温度不同的两物体间直接接触时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。

2、热对流:依靠流体的流动,把热量由一处传递到另一处的现象。

3、热辐射:依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线(电磁波)传递热量。

 散热涂料是一种提高物体表面的散热效率,降低体系温度的特种涂料。石墨烯散热涂料能够以热辐射散热方式将热量散发出去,降低物体表面温度。石墨烯散热涂料在起到辐射降温的同时,也有很好的自洁性、防腐性、防水性、防火性、绝缘性、抗酸碱、施工方便的特点。因此,石墨烯散热涂料可广泛应用于基板散热、管道散热的外涂覆。

伴随着电子电路和通信技术的发展,电子器件、高性能芯片不断朝小型化、轻量化、高效化方向发展。器件的体积逐渐缩小,散热不良产生的高温不仅导致设备运行不稳,使用寿命缩短,甚至使某些部件烧毁。因此,散热问题是限制轻量化高性能器件发展的一个瓶颈。当前市场主要以翅片散热解决电子元件散热问题,但是翅片散热器受体积、质量的限制,散热效率有限,也难以满足大功率电子元件的散热要求。

热管理是电子产品组件的核心构成,并且随着组装密度和集成度的持续提升而越来越受到重视。散热下游应用领域众多,包括消费电子、和汽车、基站、服务器和数据中心等, 市场空间在千亿级别。根据前瞻产业研究院预估,2018年~2023年散热产业年复合增长率达 8%,市场规模有望从 2018 年的 1497亿元增长到2023 年的 2199 亿元。

手机散热约占散热行业总规模的7%,2018 年约为 100 亿元。虽然占比低,但是未来受益于5G 智能终端持续升级的驱动,手机散热市场有望保持高增长,2018~2022年年平均复合增长率有望达 26%。此外,5G 商用基站大规模建设也有望驱动半固态压铸壳体和吹胀板散热市场空间的扩大。而从长期发展趋势来看,5G带来的网络流量的增加,服务器散热市场也将持续扩大。

针对散热问题的严峻性,研究人员将散热涂料应用于电子领域,来解决散热问题。一般的散热涂料是以聚合物作为基材,再加入一些导热性能好的金属填料,主要包括传统的金、铜、铝,以及一些导热系数较高的非金属填料如氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化镁等。

金属的热辐射系数普遍较低,因此金属表面的热辐射效果在整个热交换过程 中的作用可忽略不计,但如果在金属表面喷涂一层石墨烯热辐射涂料,其热 辐射效果则具有质的飞跃。

  石墨烯散热涂料除了具有优异的辐射散热性能之外,还具有优异的附着力、良好的耐候性和耐盐雾性、极好的耐温性、丰富的使用场景等特点,可广泛应用于大功率LED散热器、CPU散热器、工业设备散热、汽车零部件散热等领域。

WJ-5076是合肥微晶材料科技专门研发的一款耐高温热辐射涂料/散热涂料,本产品涂

装薄,形成的涂膜稳定性好,可在300℃以上的环境中长期使用而不发生脱 落、黄变、开裂等现象。本涂料中添加的石墨烯提高了涂膜的红外热辐射效 果,也改善了部件涂装后的散热性能,更使得部件的耐腐蚀、耐高温等性能有 了显著提升。

WJ-5076石墨烯热辐射涂料优势:

石墨烯水性分散技术:将高质量石墨烯分散在水性树脂中制备成水性热辐射涂料

高红外热辐射率:红外热辐射率高达0.95

热交换效能优异:热辐射效果提升超过10倍,热传递效率提升70%~80%

涂层机械性能好:附着力0级,抗-20℃~150℃冷热冲击

耐温性佳:最高耐受300℃,长期使用不脱落、不黄变、不开裂

施工方式多样:适用喷涂工艺,也可浸涂、刮涂、刷涂、辊涂

可选底材丰富:常见金属、陶瓷、塑料基材均可施工

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