原位生长碳纳米管/石墨烯复合薄膜制备技术及导热性能研究

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 高导热材料

1.2.1 碳材料导热机理

1.2.2 金刚石膜

1.2.3 热解石墨膜

1.2.4 碳纳米管

1.2.5 石墨烯

1.3 碳纳米管/石墨烯薄膜概述

1.3.1 CNT与石墨烯复合结构

1.3.2 CNT/石墨烯复合薄膜制备

1.3.3 CNT/石墨烯复合薄膜导热性能

1.4 选题依据和研究内容

1.4.1 选题依据

1.4.2 研究内容

第二章 石墨烯薄膜的制备工艺优化及导热性能

2.1 引言

2.2 主要实验材料、仪器和表征方法

2.2.1 实验材料和仪器

2.2.2 表征方法

2.3 氧化石墨烯薄膜制备工艺研究

2.3.1 适用于流延工艺的氧化石墨烯溶液浓度

2.3.2 成型温度的影响

2.3.3 GO薄膜厚度调控

2.4 氧化石墨烯薄膜还原工艺研究

2.4.1 热还原

2.4.2 优化还原工艺

2.4.3 石墨化处理

2.5 GO尺寸对薄膜结构的影响

2.5.1 小片径GO制备RGO薄膜

2.5.2 RSGO薄膜组成与结构分析

2.6 制备工艺对石墨烯薄膜导热性能的影响

2.6.1 薄膜热导率测试原理

2.6.2 制备工艺对石墨烯薄膜面内热导率的影响

2.6.3 制备工艺对石墨烯薄膜厚度方向热导率的影响

2.7 本章小结

第三章 共混法制备碳纳米管/石墨烯复合薄膜与导热性能

3.1 引言

3.2 共混法制备碳纳米管/石墨烯复合薄膜

3.2.1 制备CNT/GO复合薄膜

3.2.2 CNT/GO复合薄膜的还原与石墨化处理

3.3 共混法制备碳纳米管/石墨烯复合薄膜性能表征

3.4 共混法制备的碳纳米管/石墨烯复合薄膜微观结构及导热机理

3.5 本章小结

第四章 原位生长法制备碳纳米管/石墨烯复合薄膜及其性能表征

4.1 引言

4.2 主要实验材料

4.3 过渡金属盐催化制备碳纳米管/石墨烯复合薄膜

4.3.1 氧化石墨烯吸附乙酸镍和碳源

4.3.2 乙酸镍裂解温度与催化活性

4.3.3 PMMA裂解气

4.3.4 Ni催化CNT/RGO复合薄膜制备及其结构与导热性能表征

4.3.5 CNT-RGO-Ni-2600复合薄膜导热性能表征

4.4 过渡金属有机物催化石墨烯层间生长碳纳米管

4.4.1 GO对Fc的吸附

4.4.2 Fc催化剂活化温度

4.4.3 Fc催化CNT/RGO复合薄膜制备及表征

4.4.4 石墨烯反应活性位点研究

4.4.5 催化剂含量对复合薄膜的影响

4.4.6 PMMA含量对复合薄膜的影响

4.4.7 反应气氛的影响

4.5 本章小结

第五章 碳纳米管/石墨烯复合薄膜分子模拟与导热机理分析

5.1 引言

5.2 碳纳米管/石墨烯复合结构分子模型

5.2.1 CNT/石墨烯交联结构分子模型

5.2.2 采用第一性原理计算验证结构的稳定性

5.3 碳纳米管/石墨烯混合结构热导率研究

5.3.1 CNT长度对CNT/石墨烯混合模型接触区热阻的影响规律

5.3.2 CNT的取向对CNT/石墨烯混合接触区热阻的影响规律

5.3.3 CNT的直径对CNT/石墨烯混合接触区热阻影响规律

5.4 碳纳米管/石墨烯交联结构导热机理研究

5.4.1 CNT位置对CNT/石墨烯交联结构导热性能的影响规律

5.4.2 CNT数量对CNT/石墨烯交联结构导热性能的影响规律

5.4.3 CNT直径对CNT/石墨烯交联结构导热性能的影响规律

5.4.4 CNT高度对CNT/石墨烯交联结构导热性能的影响规律

5.5 缺陷对碳纳米管/石墨烯交联结构导热性能影响规律

5.5.1 缺陷模型构建

5.5.2 空缺浓度的影响

5.5.3sp2/ sp3混杂接头

5.6 本章小结

第六章 原位生长碳纳米管/石墨烯薄膜用于LED芯片散热效果评估

6.1 引言

6.2 实验系统

6.3 温度测量结果

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果