一直以來，在電子器件和產(chǎn)品散熱等領(lǐng)域，銅質(zhì)、鋁質(zhì)等傳統(tǒng)散熱材料都被大量應(yīng)用；近年來興起的石墨烯材料，憑借其優(yōu)異的導(dǎo)熱特性、快速散熱特性（與空氣對流）以及質(zhì)輕柔韌等特性，被認(rèn)為是一類極具競爭力的散熱材料。
1.導(dǎo)熱材料簡介
隨著電子器件以及產(chǎn)品向高集成度、高運算領(lǐng)域的發(fā)展，耗散功率隨之倍增，散熱日益成為一個亟待解決的難題。
傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料大部分為金屬（Ag、Cu、Al等）、金屬氧化物（Fe2O3、BeO、Al2O3等）、以及其他非金屬材料（石墨、炭黑、AlN等）。一直以來，在電子器件和產(chǎn)品散熱等領(lǐng)域，銅質(zhì)、鋁質(zhì)等傳統(tǒng)散熱材料都被應(yīng)用；近年來興起的石墨烯材料，憑借其優(yōu)異的導(dǎo)熱特性、快速散熱特性（與空氣對流）以及質(zhì)輕柔韌等特性，被認(rèn)為是一類極具競爭力的散熱材料。表1為金屬材料以及新材料的導(dǎo)熱數(shù)據(jù)。
2.石墨烯散熱原理
在熱力學(xué)中，石墨烯散熱膜的散熱包括傳導(dǎo)Conduction、對流Convection和輻射Radiation等幾種方式，如圖1所示。具體舉例而言，CPU散熱片底座與CPU直接接觸帶走熱量的方式就屬于熱傳導(dǎo)；常見的散熱風(fēng)扇帶動氣體流動即熱對流；熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量。一般情況下（400攝氏度以下），散熱系統(tǒng)中主要依賴的還是熱傳導(dǎo)和熱對流，其中熱傳導(dǎo)主要與散熱器材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容有關(guān)，熱對流則主要與散熱器的散熱面積有關(guān)。
圖1 石墨烯散熱膜的散熱基本原理
3.石墨烯散熱膜的優(yōu)勢和應(yīng)用
當(dāng)然，作為高導(dǎo)熱系數(shù)的石墨烯散熱膜并非全能材料；但是在一定的應(yīng)用條件下，它具有一定優(yōu)勢，如在局部過熱、需快速導(dǎo)熱、空間限制等應(yīng)用條件下，可以針對性地選用石墨烯散熱膜，當(dāng)然有時也需要跟金屬散熱器配合使用。
石墨烯散熱膜是一種很薄，且具有柔韌性的的導(dǎo)熱材料，綜合性能優(yōu)異，為電子產(chǎn)品的薄型化發(fā)展提供了可能。石墨烯散熱膜具有良好的再加工性，可根據(jù)用途與PET等其他薄膜類材料復(fù)合。此外，這種材料有彈性，可裁切沖壓成任意形狀，并可多次彎折；可將點熱源轉(zhuǎn)換為面熱源的快速熱傳導(dǎo)，具有很高的導(dǎo)熱性能。除了傳統(tǒng)方法之外，石墨烯散熱膜是提供散熱管理或在有限區(qū)域內(nèi)功率器件散熱或者提供輔助功率器件散熱的理想材料，具體應(yīng)用情景舉例如下。
1>局部過熱下的應(yīng)用情景
石墨烯散熱膜具有較高的水平導(dǎo)熱系數(shù)，因此，它能夠?qū)崃窟M行快速的水平方向的傳導(dǎo)，使水平方向整個表面熱量分布均勻，消除局部過熱。如下圖。
2>垂直散熱空間限制下的情景
如果垂直散熱空間有限，用金屬散熱器無法保證有效的散熱面積，同時導(dǎo)熱系數(shù)也有可能偏低，因此可以利用石墨烯散熱膜進行水平方向的延展。如下圖。
散熱系統(tǒng)需要結(jié)合具體的應(yīng)用環(huán)境進行整體考慮，包括吸熱能力、導(dǎo)熱能力和散熱能力等方面；考慮到實際應(yīng)用受到眾多條件的制約，需要快速建立熱平衡才能發(fā)揮大的散熱效應(yīng)。
來源：烯碳資訊
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