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石墨烯在电子产品中的应用

日期: 2018-09-11 浏览次数: 1374


主要内容:石墨烯是一种典型的零带隙半金属材料,其费米速度高达106 m s-1,是光速的1/300,载流子迁移率高达200000 cm2 V-1 s-1,在室温下可观察到量子霍尔效应,其载流子浓度和极性可以通过掺杂手段进行有效调控,得到高载流子浓度的n型或p型石墨烯。此外,理想的单层石墨烯对于波长在400~800nm范围内的光吸收率仅有2.3%,反射率可忽略不计。与三维结构不同,其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射,并赋予其特殊的声子扩散模式,其热导率高达5300 W m-1 K-1,室温下是铜的10倍。其平均断裂强度为55N m-1,杨氏模量可达1TPa,理想强度为130GPa,同时具有一定的柔性。


基于以上特性优势,石墨烯用于电子产品中可促进电子产品更快速,更低能耗电子器件的开发,促进电子器件快速的散热等,同时石墨烯吸光率低,且随着石墨烯堆叠量的增多,将会出现更多的光吸收性能,也可用于光学器件。相应的电子产品应用有场效应晶体管、高频器件、逻辑电路、传感器、光伏器件、石墨烯电极、光电探测器、石墨烯散热器件、遮光器件以及石墨烯量子点器件。目前本公司开发了通过石墨烯与液晶高分子复合的材料制备增强结构、调节光线、导电导热的膜,用于电脑手机等显示领域;开发了石墨烯防腐涂层、散热涂层,用作3C电子产品散热部件,可以起到很好的散热效果,有效的解决了电脑手机等在使用过程中,发烫,散热困难等问题。其中石墨烯导热膜已经在子公司江苏烯望的现代化工厂大规模生产,产品性能卓越,导热率高达1500 W m-1 K-1,产品厚度和尺寸可根据需求定制,年产能30万平方米,2021年底扩产至150万平方米。具体产品见下图1。


石墨烯在电子产品中的应用

图1:石墨烯导热膜产品图


在复合材料领域,通过石墨烯与金属或者高分子复合,制备成高强度的复合材料,可以在提高导电导热性能的同时,增强结构强度,降低整机重量,实现电子设备轻量化;另外,由于石墨烯本身具有很高的柔性,所以在制备一些柔性的电子器件方面,很有优势。


解决方案模式:中科悦达拥有在石墨烯生产和应用领域十多年的研究积淀,可以与下游客户合作共同开发石墨烯在电子领域的应用产品,也可受客户委托独自完成客户对产品性能和技术方案的要求。目前已经与下游多家企业达成合作,开发了石墨烯遮光复合膜,高强度石墨烯复合材料石墨烯功能涂料和石墨烯导热膜等产品,成功用于电子设备散热部件、显示部件以及结构支撑部件等。


本公司除了拥有以上技术和专利,所属的联合实验室还在积极的自主开发,石墨烯半导体应用材料、传感复合纤维、以及逻辑电路等器件,我们非常欢迎多家下游电子产品企业前来合作,期待和广大合作伙伴共同努力实现产品性能的提升和新型电子产品的开发。推动石墨烯产业的快速发展,助力人民的美好生活!

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