鉅大LARGE | 點擊量:1572次 | 2019年07月02日
石墨烯在發熱芯片中到底有什么作用?
隨著國家煤改電取暖的進一步推進,越來越多的企業推出了電暖產品,其中以“石墨烯地暖”這一概念炒作得最為兇猛。近來,行業中有很多產品的宣傳,假借概念,完全背離了“石墨烯”的本質,誤導消費者,因此,有必要給消費者講述“石墨烯發熱”的真相,為行業的發展正本清源。
石墨烯的由來
石墨烯(Graphene)是一種二維碳材料,是單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯的統稱。目前,國內將十層以內(包括十層)統稱為石墨烯材料。石墨烯一層層疊起來就是石墨,厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。
石墨烯的電學性質
石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s),這一數值超過了硅材料的10倍。石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小,50~500K之間的任何溫度下,單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。
石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;導熱系數高達5300W/m·K,而電阻率只約1Ω·m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。如果是用純石墨烯印刷制備發熱膜,從石墨烯特殊的量子隧道效應來看,由于其超強的導電性,電阻極小,低于一般導線(銅線、鋁線)的電阻,應該是會導致“石墨烯不發熱,而導線發熱”,因此,某些品牌宣稱自己產品為“X層以下石墨烯制備”是不完全符合科學邏輯的。
石墨烯的熱性能
石墨烯具有非常好的熱傳導性能,是目前為止導熱系數最高的碳材料。當它作為載體時,導熱系數也可達600W/mK。將石墨烯摻入到碳漿中,印刷成發熱片后,可以有效地提高發熱片的導電和熱傳導性能,但是,實際中在用石墨粉制備碳漿過程中會有部分石墨烯產生,因此,一般情況下并不需要單獨添加石墨烯。
石墨烯的引入,對提升發熱膜的整體性能有一定的幫助,但是,由于其特殊的性質,實質上對于目前的碳發熱電暖產品而言,其主要還是靠“石墨”發熱,雖也可稱之為“石墨烯發熱”,但各大商家切忌鼓吹“純石墨烯發熱、x層以內石墨烯制備”等錯誤概念,誤導消費者。總而言之,一切都應該從科學實際出發,以事實為依托,將重心放在如何提升發熱組件(發熱電暖)的耐久性和節電性能上,讓消費者切實享受到電暖產品的好處。
上一篇:安裝石墨烯地暖有哪些優勢?