報道了由石墨烯和銅納米顆粒組成的環(huán)氧基二元復合材料的熱性能。已發(fā)現(xiàn)，“協(xié)同”填料效應表現(xiàn)為大小不同填料的復合材料的熱導率會顯著提高，具有明確定義的填料載荷閾值。中等石墨烯濃度f
g=15 wt％時，復合材料的熱導率會隨著銅納米粒子的載量接近f
Cu≈40 wt％而突然增加，然后達到飽和。該效應歸因于球形石墨納米顆粒之間的球形銅納米粒子的插入，從而形成了高導熱的滲濾網絡。相反，在具有高石墨烯濃度，f
g=40 wt％的復合材料中，導熱系數隨添加銅納米顆粒而線性增加。在二元填料f
g=40 wt％和f
Cu=35 wt％的復合材料中，導熱系數達到13.5±1.6 Wm
-1 K
-1。此外，即使在具有導電填料的復合材料中，熱滲透也可以在電滲透之前發(fā)生。所得結果闡明了復合材料中石墨烯填料與銅納米顆粒之間的相互作用，并證明了這種雜化環(huán)氧復合材料在熱界面材料和粘合劑中實際應用的潛力。
Figure 1. 復合物制備和樣品表征的示意圖。
Figure 2. 在恒定石墨烯質量負載分數下，不同Cu-NP負載下雜化復合材料的（a）質量密度和（b）比熱
Figure 3. （a）含有石墨烯和Cu-NPs二元填料的環(huán)氧復合材料的熱擴散率與銅質量分數的關系；b）5 wt％，c）15 wt％和d）40 wt％石墨烯的環(huán)氧樹脂的熱導率隨銅含量的變化而變化。
Figure 4. 三種不同的復合材料，其總填料濃度大致相等，并且石墨烯的負載量低、中和高的（a）熱擴散系數和（b）導熱系數
相關研究成果于2020年由加利福尼亞大學Fariborz Kargar和Alexander A. Balandin課題組，發(fā)表在Adv. Funct. Mater.（DOI: 10.1002/adfm.201904008）上。原文：Thermal Properties of the Binary-Filler Hybrid Composites with Graphene and Copper Nanoparticles。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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