[实用新型]一种石墨烯导热散热自支撑膜

说明书

本实用新型涉及一种石墨烯导热散热自支撑膜，解决了现有技术中的石墨烯薄膜Z方向导热散热效果差的技术问题。本实用新型包括水平石墨烯散热层和垂直石墨烯散热层。水平石墨烯散热层设置有至少一个，水平石墨烯散热层包括至少一层水平石墨烯，相邻两层水平石墨烯之间设有间隔，相邻两层水平石墨烯之间通过‑C‑Si‑O‑化学键连接；垂直石墨烯散热层设置有至少一个，垂直石墨烯散热层通过‑C‑Si‑O‑化学键与水平石墨烯散热层连接，垂直石墨烯散热层包括多层平行且间隔设置的垂直石墨烯，垂直石墨烯垂直于所述水平石墨烯，相邻两层垂直石墨烯之间均设有间隔，相邻两层垂直石墨烯之间通过‑C‑Si‑O‑化学键连接；水平石墨烯散热层与垂直石墨烯散热层在上下方向上交替布置。

技术领域

本实用新型涉及散热材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯导热散热自支撑膜。

背景技术

随着电子器件密集度和功率密度不断增加，热流密度随之增大，导致电子器件单位面积产生的热量迅速增加。电子设备中功率密度的升级使得高效散热成为信息、通信、能量收集、交通、储能及照明技术进步的关键。传统的低功率元件由于热流密度较小，依靠装置散热即可正常工作，自身热阻及系统中的接触热阻等因素被忽略。随着处理器的运作频率不断提高与高功率LED产品的推出，越来越多的废热需有更大的散热表面积，然而采用自然对流方式的产品就是著眼于在有限空间之下提高散热表面积，而且散热鳍片的材质虽然常选用热传导系数较高的铝和铜等金属材料，但是金属的高热传导性只能有效将热源的热经由单一的点扩散到金属面，降温的机制仍然要靠金属表面与空气之间的温度差以自然热对流的形式发散，且一般金属表面的热辐射系数偏低，表面散热能力相对不足，不利于以自然散热为主的散热模组。要进一步增加散热效果，须提高热辐射效率。

石墨烯是一种碳原子以sp2杂化轨道组成的具有六角型蜂巢晶格结构的二维材料，面内X-Y方向导热系数高达5300W/m·K，其优异的导电导热、高强度、高透光率等性能使其在大功率电子器件、复合材料等领域得到了广泛的应用。由于石墨烯平面二维结构的特点，其X-Y方向导热率虽然很高，但其Z方向导热率却很差，传统化学气相沉积法大面积制备的石墨烯导热散热膜只能在面内的X-Y方向具有很好的导热性，限制了其应用。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种石墨烯导热散热自支撑膜，解决了现有技术中的石墨烯薄膜Z方向导热散热效果差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种石墨烯导热散热自支撑膜，包括水平石墨烯散热层和垂直石墨烯散热层。水平石墨烯散热层设置有至少一个，水平石墨烯散热层包括至少一层水平石墨烯，任意相邻的两层水平石墨烯之间设有间隔，且任意相邻的两层水平石墨烯之间通过-C-Si-O-化学键连接；垂直石墨烯散热层设置有至少一个，垂直石墨烯散热层通过-C-Si-O-化学键与水平石墨烯散热层连接，垂直石墨烯散热层包括多层平行且间隔设置的垂直石墨烯，垂直石墨烯垂直于所述水平石墨烯，任意相邻的两层垂直石墨烯之间均设有间隔，且任意相邻的两层垂直石墨烯之间通过-C-Si-O-化学键连接；水平石墨烯散热层与垂直石墨烯散热层在上下方向上交替布置。

进一步的，所述水平石墨烯散热层设置有奇数个，垂直石墨烯散热层设置有偶数个，垂直石墨烯散热层数量比水平石墨烯散热层数量多一层，水平石墨烯散热层和垂直石墨烯散热层按照垂直石墨烯散热层-水平石墨烯散热层-垂直石墨烯散热层的方式交替布置，处于最外层的垂直石墨烯散热层用于与发热器件连接。

进一步的，所述水平石墨烯散热层设置有偶数个，垂直石墨烯散热层设置有奇数个，水平石墨烯散热层数量比垂直石墨烯散热层数量多一层，水平石墨烯散热层和垂直石墨烯散热层按照水平石墨烯散热层-垂直石墨烯散热层-水平石墨烯散热层的排列方式交替布置，处于最外层的水平石墨烯散热层用于与发热器件连接。

进一步的，所述水平石墨烯散热层在上下方向上的厚度为0.01μm-600μm；所述垂直石墨烯散热层在上下方向上的厚度为0.01μm-600μm。