微納石墨烯粉體導(dǎo)熱性能的測(cè)量與研究.pdf

1、石墨烯是碳材料界的新興材料，具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，有效測(cè)量并深入研究其熱物性意義重大。由于微尺度下石墨烯尺寸較小，無(wú)法運(yùn)用傳統(tǒng)熱物性測(cè)量方法加以測(cè)量，且目前關(guān)于粉末形態(tài)的石墨烯熱傳輸特性研究尚淺。另外，在粉末材料面內(nèi)方向?qū)嵯禂?shù)的確定上，多數(shù)測(cè)量方法中存在一定的局限性。本文采用瞬態(tài)電熱技術(shù)測(cè)量了微尺度下石墨烯粉末面內(nèi)方向的熱擴(kuò)散率并推導(dǎo)出相應(yīng)的本征導(dǎo)熱系數(shù)，有效避免了測(cè)量時(shí)的厚度局限問(wèn)題。借助導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀（基于改良的瞬態(tài)平面熱源法）測(cè)量

2、了石墨烯粉末垂直于面內(nèi)方向的導(dǎo)熱系數(shù)，分析了含水率、密度、預(yù)熱溫度對(duì)石墨烯粉末導(dǎo)熱系數(shù)的影響，揭示了相應(yīng)的導(dǎo)熱機(jī)理，為石墨烯粉末的熱應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。
　　采用瞬態(tài)電熱技術(shù)測(cè)量了密度為0.24 g/cm3的5-6層純石墨烯粉末面內(nèi)方向的熱擴(kuò)散率，其值為0.86×10-5-1.52×10-5 m2 s-1，相應(yīng)的本征導(dǎo)熱系數(shù)為13.5-23.8W/(m·K)?；诟牧嫉乃矐B(tài)平面熱源法測(cè)得了石墨烯粉末垂直于面內(nèi)方向的導(dǎo)熱系數(shù)為18.

3、8 W/(m·K)。
　　使用導(dǎo)熱儀研究了含水率對(duì)石墨烯粉末導(dǎo)熱性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示石墨烯粉末的導(dǎo)熱系數(shù)隨含水率的增加而顯著增加，當(dāng)含水率達(dá)到92.3％時(shí)，混合物（石墨烯與水）的導(dǎo)熱系數(shù)提高了60％。
　　通過(guò)保持體積不變，不斷增加質(zhì)量的方法改變石墨烯粉末樣品密度。使用導(dǎo)熱儀測(cè)量了不同密度下石墨烯粉末導(dǎo)熱系數(shù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)熱系數(shù)與密度成正比。在密度從0.02g/cm3增加到0.22g/cm3時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)總體提升了8