石墨烯導熱膏是怎麼做到超越道康寧_導熱 (#3) **完成中試

01-28

2015-5-2

想利用5/22日到深圳前再多整理幾篇石墨烯應用技術，這篇就來談 26 類應用技術第二類_導熱膏。導熱膏的領導品牌是 Dow Corning，但熱導率不會超過 4 W╱m*k，在 LED 燈具內與 heat-sink 或鋁基板相比差很多。所以，在整個熱管理系統來看，整個 LED 熱阻是串聯的，真搞不懂大家一昧追求 heat-sink 或鋁基板熱導率提升，卻忘了任督二脈正在導熱膏。

言歸正傳還是慣例先來看導熱機轉後，再來透露一點我們運用石墨烯材料在導熱性的秘訣。熱傳導可以看成是聲子的擴散。在固體物理學把晶格振動波的量子稱為聲子，而晶格振動就是晶體原子在格點附近的熱振動。而晶粒大小、晶格缺陷、空洞及錯位會影響聲子傳遞熱能。實務上，石墨化程度越高、晶格越完整，聲子傳遞越佳。

有另一種說法是石墨烯的熱電子是以「超級碰撞」來降溫，在此過程中，電子穢與晶體晶格內的缺陷發生碰撞，造成能量的轉移。因此，電子冷卻的速度將比在完美無缺陷的石墨烯還更快。我們在導熱機理上主要看「擴散路徑」，粒徑小即增加熱的接觸點，則散射程度增加。

nn低熱阻導熱膏要求高流動性及高含量粉體添加，以工作環境要求使用何種樹脂？再解決界面問題後，才來考慮功能要求。我們以硅油樹脂為例，除了石墨烯粉體外，我們還加入了一定比例的鋰鹽，Icm = 0.072，換算 K > 25 W╱m*k，絕對優於 DownCorning的產品。但這款導熱膏不適合在工作溫度大於 120℃ 下使用，因為硅油會出油，必須調整另一種耐溫樹脂，當然，裡面的組分就會重新調整了。而我們在導熱材料布局的商品包括﹕導熱膏、相變化材料、導熱墊、導熱塗料及導熱塑料等。

至於石墨烯無法商品化的第三個原因﹕應用技術還是脫離不了最基本的機轉邏輯。千萬不要加入石墨烯就可以飛天遁地了。

Ref.: Energy Fuels 2013, 27, 4041?4047 | DOI:10.1021/ef400702a