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碳基高导热材料及其在航天器上的应用 被引量：7
1
作者 童叶龙 陶则超 +3 位作者 李一凡 刘占军 江利锋 殷亚州 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期131-138,共8页
在分析航天器对于高导热材料的需求及应用特点的基础上,将碳基导热材料分为高导热石墨扩热板和高导热柔性石墨膜,总结了其在航天器上的典型应用场景。高导热柔性石墨膜可用于复杂结构等温化设计、柔性热传输等,高导热石墨扩热板可用于... 在分析航天器对于高导热材料的需求及应用特点的基础上,将碳基导热材料分为高导热石墨扩热板和高导热柔性石墨膜,总结了其在航天器上的典型应用场景。高导热柔性石墨膜可用于复杂结构等温化设计、柔性热传输等,高导热石墨扩热板可用于大功率元器件或设备扩热与传输。针对现有柔性导热材料柔韧性差、尺寸小、厚度薄等应用瓶颈,采用固相发泡技术制备石墨气泡,再通过机械辊压将其压制成表面含“褶皱”的石墨膜,利用热塑性加工技术,研制了热导率优于750 W/(m·K)的亚毫米级厚的高导热柔性石墨膜,将抗拉强度由6 MPa提高至20 MPa,厚度由几十微米提高至亚毫米级,同时使其尺寸可延展,将其应用于航天器大型载荷安装结构,温度梯度由8.9℃减小到2.5℃,可有效提高航天器低热导率结构件的等效热导率;采用高温热压技术制备高导热石墨基材,并通过磁控溅射的方式在石墨表面完整沉积金属镀层,解决了表面掉黑的问题,成功应用于某卫星固态存储器大功率器件散热。 展开更多
关键词 航天器 热控制 扩热板 石墨材料 温度梯度 热导率
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电子封装用石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料微观结构和热物理性能（英文） 被引量：2
2
作者 连鹏飞 宋金亮 +4 位作者 雷世文 陶则超 赵红超 张俊鹏 刘占军 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期351-356,共6页
以中间相沥青为原料,采用加压发泡法制备出不同结构和性能的高导热石墨泡沫。通过Sn-Bi合金高温熔融浸渍石墨泡沫,制备了电子封装用高导热石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料,系统研究了该材料的微观结构和热物理性能。结果表明,Sn-Bi合金均匀... 以中间相沥青为原料,采用加压发泡法制备出不同结构和性能的高导热石墨泡沫。通过Sn-Bi合金高温熔融浸渍石墨泡沫,制备了电子封装用高导热石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料,系统研究了该材料的微观结构和热物理性能。结果表明,Sn-Bi合金均匀分散于石墨泡沫的孔隙结构中;复合材料的密度为3.83±0.01 g/cm^3,其热扩散系数达到163.1±3 mm^2/s,材料的热膨胀系数为8.08±0.02 ppm/K明显低于合金材料的20.7±0.02 ppm/K。通过石墨泡沫基体密度和结构的调控,可制备出低膨胀系数(8.08±0.02,16.4±0.02 ppm/K)的电子封装用高性能石墨泡沫/Sn-Bi合金复合材料。 展开更多
关键词 中间相沥青基石墨泡沫 锡铋合金 高热导率 低热膨胀系数
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氧化石墨烯/酚醛树脂基泡沫炭的制备和隔热性能研究 被引量：1
3
作者 闫曦 雷世文 +1 位作者 陶则超 孔庆强 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期44-49,共6页
针对新型轻质高效和结构稳定的高性能隔热材料在航空航天领域的应用需求,以热塑性酚醛树脂为原料,引入氧化石墨烯(GO)进行改性,然后采用液相低压发泡/炭化工艺制备氧化石墨烯/酚醛树脂基泡沫炭(PCF)隔热材料。采用扫描电镜(SEM)、热分... 针对新型轻质高效和结构稳定的高性能隔热材料在航空航天领域的应用需求,以热塑性酚醛树脂为原料,引入氧化石墨烯(GO)进行改性,然后采用液相低压发泡/炭化工艺制备氧化石墨烯/酚醛树脂基泡沫炭(PCF)隔热材料。采用扫描电镜(SEM)、热分析仪、压汞仪和激光脉冲导热仪,对GO/PCF的结构及性能进行了测试与表征。结果表明:添加GO合理的质量含量是1.0%,添加量过大时,GO会团聚,影响泡沫炭的孔结构和微观结构,导致泡沫炭强度和体积密度下降,热导率上升;GO的适量引入可改善酚醛树脂的热稳定性,相对于未改性样品,1.0%GO/PCF的热解温度及热稳定性提高,残碳率提高5%;分散均匀的GO在酚醛树脂中形成三维多孔网状结构,具有良好的气流传热和辐射传热抑制效果;1.0%GO/PCF的体积密度为0.20 g/cm^(3),结构致密,热导率仅0.05 W/(m·K),具有优异的隔热性能。 展开更多
关键词 酚醛树脂 泡沫炭 氧化石墨烯 隔热性能
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改性氧化石墨烯包覆的双增强相变复合填料的制备及其导热性能（英文） 被引量：7
4
作者 冯静 刘占军 +3 位作者 张东卿 何钊 陶则超 郭全贵 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期188-195,共8页
采用乳液混合法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)包覆的核壳相变复合填料(P@m-GO),并填充于硅橡胶(SIR)基体中得到导热界面材料(P@m-GO/SIR)。主要研究了填料添加量对界面材料热性能和力学性能的影响。结果表明,双增强相变复合填料可以保证... 采用乳液混合法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)包覆的核壳相变复合填料(P@m-GO),并填充于硅橡胶(SIR)基体中得到导热界面材料(P@m-GO/SIR)。主要研究了填料添加量对界面材料热性能和力学性能的影响。结果表明,双增强相变复合填料可以保证界面材料柔顺性,得到的界面材料P@m-GO/SIR具有较高的热导率和潜热值。当添加60 wt.%P@m-GO时,界面材料P@m-GO/SIR的热导率相较纯硅橡胶提高了11倍,为1.248 W·m^(-1)·K^(-1),潜热值可达87.7 J·g^(-1)。同时,界面材料的压缩弹性模量仅为1.01 MPa。 展开更多
关键词 导热界面材料 相变填料 氧化石墨烯 热传导 柔顺性
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压缩膨胀石墨/石蜡相变复合材料微观结构与强化传热研究 被引量：5
5
作者 张飞 陶则超 郭全贵 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期135-137,共3页
以不同密度的压缩膨胀石墨为强化传热载体,制备了膨胀石墨/石蜡相变复合材料。在压力作用下,压缩膨胀石墨导热性能产生明显的各向异性,各向异性系数分别为1.4、2.1和2.5。压缩膨胀石墨骨架的高热导率使得石蜡升温速率分别提高了4.3、5.7... 以不同密度的压缩膨胀石墨为强化传热载体,制备了膨胀石墨/石蜡相变复合材料。在压力作用下,压缩膨胀石墨导热性能产生明显的各向异性,各向异性系数分别为1.4、2.1和2.5。压缩膨胀石墨骨架的高热导率使得石蜡升温速率分别提高了4.3、5.7和10.3倍。 展开更多
关键词 膨胀石墨 相变储能材料 互穿网络结构 强化传热 各向异性
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3D石墨烯在热管理及电磁防护应用中的研究进展 被引量：1
6
作者 贾辉 梁磊磊 +6 位作者 刘冬 王正 刘卓 谢莉婧 陶则超 孔庆强 陈成猛 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期851-872,共22页
由于石墨烯粉体在复合材料应用中存在易团聚和低利用效率问题,构建3D石墨烯引起了研究人员极大的关注。同时,3D石墨烯本身具有许多优点,例如多孔结构、轻质、高导热、高导电性等,因此,它被广泛应用于热管理和电磁防护领域。为了全面理... 由于石墨烯粉体在复合材料应用中存在易团聚和低利用效率问题,构建3D石墨烯引起了研究人员极大的关注。同时,3D石墨烯本身具有许多优点,例如多孔结构、轻质、高导热、高导电性等,因此,它被广泛应用于热管理和电磁防护领域。为了全面理解3D石墨烯的研究进展,在本文中,我们详细地介绍了各向同性和各向异性3D石墨烯的制备策略。然后,从热界面材料、相变材料、电磁屏蔽材料、微波吸收材料等不同的应用角度全面综述了3D石墨烯的最新研究进展。最后,讨论了3D石墨烯在研究中存在的问题,并展望了未来研究热点和发展趋势。该综述能够为3D石墨烯在5G电子设备散热和电磁防护材料开发方面提供新视野。 展开更多
关键词 石墨烯 3D网络 热管理 电磁防护
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石墨表面熔盐电镀制备铝金属层
7
作者 曹瑞雄 陶则超 +1 位作者 王宏宝 郭全贵 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期282-288,共7页
采用AlCl3-Na Cl-KCl混合熔盐(质量比8∶1∶1)在石墨表面电镀得到铝金属镀层/石墨复合材料。通过调节电流密度和电镀时间可实现对铝金属镀层厚度和表面形貌的控制。在相同电流密度(1.06 A/dm2)下,电镀时间在240 min以内时,电镀时间越长... 采用AlCl3-Na Cl-KCl混合熔盐(质量比8∶1∶1)在石墨表面电镀得到铝金属镀层/石墨复合材料。通过调节电流密度和电镀时间可实现对铝金属镀层厚度和表面形貌的控制。在相同电流密度(1.06 A/dm2)下,电镀时间在240 min以内时,电镀时间越长,镀层越厚(最大厚度140μm),但电镀时间达到300 min时,铝金属镀层表面出现枝状结构;电流密度越大铝金属沉积速率越快,在相同电镀时间(120 min)时,电流密度达到3.28 A/dm2,得到铝镀层最厚(148μm)。铝金属镀层与石墨基体间的附着强度较高,铝金属层可提高复合材料的热导率,热导率从最初的115.7 W/(m·K)提高至199.0 W/(m·K)。 展开更多
关键词 电镀 熔盐 石墨 铝 结合性能 热导率
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M-GO/SA/SIR导热界面材料的制备及其性能
8
作者 冯静 王宏宝 +3 位作者 何钊 刘占军 陶则超 郭全贵 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期896-899,915,共5页
采用液相吸附法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)与硬脂酸(SA)复合相变材料m-GO/SA,然后将其与硅橡胶(SIR)混合成型制备出导热界面材料m-GO/SA/SIR,研究了m-GO/SA的添加量对硅橡胶导热界面材料的热性能和压缩弹性模量的影响。利用红外光谱(FT... 采用液相吸附法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)与硬脂酸(SA)复合相变材料m-GO/SA,然后将其与硅橡胶(SIR)混合成型制备出导热界面材料m-GO/SA/SIR,研究了m-GO/SA的添加量对硅橡胶导热界面材料的热性能和压缩弹性模量的影响。利用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)的改性机理与m-GO/SA的形貌进行表征,通过激光导热仪,差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机考察了m-GO/SA/SIR的热导率,潜热值及压缩弹性模量。结果表明:添加20mL GO水溶液(10mg/mL)的m-GO/SA相变潜热可达到131.9J/g,加入50.0wt.%m-GO/SA的m-GO/SA/SIR热导率和相变潜热值分别可达到1.049W/m·K和49.9J/g。同时,相比于纯硅橡胶,界面材料的压缩弹性模量降低了86.8%。 展开更多
关键词 改性氧化石墨烯 复合相变材料 热性能 压缩弹性模量
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天然石墨的高价值开发与利用 被引量：7
9
作者 陶则超 闫曦 刘占军 《炭素技术》 CAS 北大核心 2019年第4期7-16,共10页
天然石墨是不可再生的矿物资源。随着我国经济增长模式的转变,天然石墨资源的深度开发和高价值利用是全体从业人员的共识。开发基于天然石墨的新材料和下游产品,既要充分利用石墨材料的特殊物性,也要考虑下游产品的市场前景和容量。整... 天然石墨是不可再生的矿物资源。随着我国经济增长模式的转变,天然石墨资源的深度开发和高价值利用是全体从业人员的共识。开发基于天然石墨的新材料和下游产品,既要充分利用石墨材料的特殊物性,也要考虑下游产品的市场前景和容量。整合产业界、学术界的相关力量,加快推进以锂电池负极材料、高导热石墨块体、高导热柔性石墨纸、功能复合材料、建筑节能材料(石墨聚苯板、导热型石膏板、辐射制冷终端)为代表的新材料新产品的产业化进程,既有利于提高天然石墨矿物的利用价值,也有利于国内下游产业的升级。 展开更多
关键词 天然石墨 高导热石墨 热管理 锂电池负极材料
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