石墨块 导热领域变化多端的碳材料，你了解多少？全面解析碳材料的导热性能与应用

此时，电子散热技术正以极快的速率持续有所进展，可是，散热材料的选择却成了极为关键的难题，在这一情形之中 ，碳材料的应用格外受到关注 。

导热复合材料基础

用于实现性能优化设计、经过结合不同高导热组分之举的，是导热复合材料，因资源丰富且本征导热率高，而成为理想增强体的，是碳材料，特别是纯sp2和sp3杂化成键的碳材料，像石墨烯和金刚石，展现出了极高的热导率潜力。

这类的材料啦，它可是能够按照应用需求去调整形成比例的，依靠这个来得到专门的导热性能呢。要知道在电子器件散热这会儿个领域当中呀，复合材料所拥有的可设计性，会致使它能够贴合不同形状和散热要求的情景哟，从而为热管理给出更多的解决的办法呀。

碳材料形态多样性

基于技术发展需求得以满足的状况，碳材料延伸出了有着多样形态的情况。平常所见到存有的是石墨类材料，其中包含石墨颗粒、石墨泡沫等这般的情形；除此之外还设有碳纳米管、碳纤维以及金刚石等不同类型。这些有着各不相同形态的碳材料有着别样的特色，适用于不一样的应用环境 。

得到研究人员越发青睐的天然鳞片石墨，因有高导热性能，又有低成本优势，由其制备的复合石墨材料，平面热导率能达600W/(m·K)以上且据此在电子散热领域展现巨大应用潜力。

石墨材料应用现状

电子散热范围之外，高导热石墨膜应用十分显著，这种材料最初由日本科学家于1987年年终，通过采用PI膜制作而成，它的热导率可达1800W/(m·K)，且还能进一步被加工成较厚的高导热定向石墨块。

柔性石墨片，因它制备的工艺较为简单，成本也比较低廉，所以是适合大规模进行生产 的，当下，它主要被应用于像LED、柔性屏这类的电子器件的散热片，还有其他对于材料强度要求不高的散热场合 。

纳米碳材料特性

石墨烯，是具有诸多特性的物质，属于高传导加热纳米碳素材料范畴，其中包含碳纳米管这一物质。碳纳米管是由石墨烯卷曲后形成中空柱状结构得来的，其沿着管壁线的方向，具有与石墨烯本质上相近的高发热传导属性。经实际测量，碳纳米管在室内温度下热传导性表现突出，常被用作树脂基复合材质的导热性加强体 。

这些纳米材料，因其具备具有独特结构与性能，在微电子散热领域展现出独特优势，特别是在传统散热材料难以满足微型化需求时候，纳米碳材料提供了被新的解决方案。

新型碳材料发展

具有优异导热性能来源的是高度石墨化的骨架结构，高度石墨化的骨架结构属于高导热泡沫碳，这种高导热泡沫碳由中间相沥青加工制成，它具备一定各向异性，不同方向热导率处于40至180W/(m·K)范畴内，沿骨架壁的热导率能够达到1800W/(m·K）以上 。

运用气相沉积技术来制备类金刚石薄膜，这种属于亚稳态非晶态的材料，其导热性为铜的二至三倍，虽然成本仍然高于工业大规模应用所要求的标准，可是它具有的优异综合性能，使得它在特殊领域有着应用方面的价值 。

技术挑战与前景

目前的状况是，碳材料应用仍然面临着诸多挑战，在其制备进程里，时常会出现鳞片石墨弯曲的状况，还存在液态金属浸渗困难这类问题，而这些问题会对平面热导率产生影响，也会对抗热震性能造成影响，正是这些技术瓶颈，给材料在电子封装等领域的应用带来了限制。

国外的企业，成功开发出了短切碳纤维增强铝基复合材料，该材料热导率达200W/(m·K)以上，热膨胀系数与半导体材料相匹配，这个情况表明，经持续研发，碳基复合材料在热管理范畴有巨大发展空间。

在处在您的工作或者实际生活里，可曾遭遇过因散热这方面的问题从而导致设备出现故障的情况呢？欢迎前来分享您所拥有的经历，倘若您感觉这篇文章具备一定帮助，那就请通过点赞送出您给予的支持并且将它分享给更多存在着相关需求的朋友！