取向对碳纳米管导热性能影响的研究进展

1、取向对层状碳纳米管导热取向对层状碳纳米管导热性能的研究进展性能的研究进展1.简介2.1碳纳米管随机取向对热导率的影响2.2证明碳纳米管取向对热导率有影响2.2碳纳米管制备过程的影响（一）3总结与展望导热材料1.简介A.集成电路硅脂 B.iphone7主板散热石墨C.笔记本电脑铜管散热 D.iphone7铝合金后盖碳基导热材料材料材料理论导热率理论导热率W/mKW/mK一维碳材料碳纳米管(CNT)3000碳纳米纤维(CNF)碳纤维(CF)1000二维碳材料石墨烯5000天然石墨20001.简介2.1碳纳米管随机取向对热导率的影响图一：未石墨化a，b为密度0.106 g/cm3，未石墨化c，d为密

2、度0.739 g/cm3表面SEM形貌Nayandeep K等制备并对层状巴基纸表征平面随机取向，穿插于层间的CNF很少图2：层状CNF侧面SEM图图3：巴基纸层内与侧面热导率与体积分数的关系Mahanta NK, Abramson AR, Lake ML, Burton DJ, Chang JC, Mayer HK, et al. Thermal conductivity of carbon nanofiber mats. Carbon. 2010;48(15):4457-65.2.2证明碳纳米管取向对热导率有影响图4：单个碳纳米管交叉连接与线性连接的SEM图像图5:经计算得出的链接区域（交

3、叉连接RCT1.7和线性链接RCT2.4）的接触热阻Juekuan Yang等人制备了垂直&平行相交的CNT，并进行接触热阻计算常温下，交叉连接的热阻比线性连接高出近两个数量级Yang J, Waltermire S, Chen Y, Zinn AA, Xu TT, Li D. Contact thermal resistance between individual multiwall carbon nanotubes. Applied Physics Letters. 2010;96(2):023109.2.2碳纳米管制备过程的影响（一）Ding Wang等设计了一种新的方法“多米诺推动”

4、在线性排列方向的理论值可以达到331W/mK。而随机取向的样品仅仅为81 W/mK。图6：“多米诺推动”方法原理示意图图7：多米诺方法制得的巴基纸的SEM图Wang D, Song P, Liu C, Wu W, Fan S. Highly oriented carbon nanotube papers made of aligned carbon nanotubes. Nanotechnology. 2008;19(7):075609.Ling Zhang等人通过加压的方式对巴基纸进行了处理密度提高能带来热导率提高,材料的取向越好也能带来更高的热导率2.2碳纳米管制备过程的影响（二）图8：

5、A，B为同种线性排列样品在不同分辨率下的图像；C（顶视），E（侧视）为密度0.44g/cm3，D（顶视），F（侧视）密度为1.09g/cm3的SEM图像图9：A为测量热导率的示意图，B为巴基纸密度与热导率的关系，C为单质CNT的热导率于密度的关系Zhang L, Zhang G, Liu C, Fan S. Highdensity carbon nanotube buckypapers with superior transport and mechanical properties. Nano letters. 2012;12(9):484852.2.2碳纳米管制备过程的影响（三）图10不同温度与不同取向下的巴基纸及其复合物的热导率，经过归一化热导率Philippe Gonnet等人利用磁场对低粘度溶液中的碳纳米管进行线性取向线性排列（碳纳米管之间是平行的状态）的巴基纸的导热率是最高的Gonnet P, Liang Z, Choi ES, Kadambala RS, Zhang C, Brooks JS, et al. Thermal conductivity of magnetically aligned carbon nanotube buckypapers and nanocomposites. Current Applied Physics.