石墨烯“外衣”大幅提升氧化铝导热性

中化新网讯 电子设备小型化、高功率化带来的散热难题如何破解？热界面材料（TIM）是关键。近日，北京大学刘忠范院士团队在《Advanced Science》发表创新成果，利用流化床化学气相沉积（FB-CVD）技术，成功为氧化铝粉末披上高质量、连续的石墨烯“外衣”，制备出导热性能大幅跃升的复合粉末及热界面材料。这项技术攻克了高质量石墨烯复合材料可控制备难题，为下一代电子器件散热带来希望。

该研究有4项亮点：一是创新“石墨烯皮肤”，通过FB-CVD技术实现精准控制，在氧化铝粉末表面生长出高结晶度、高覆盖率、批次稳定的连续石墨烯层。二是构建“声子高速通道”，将石墨烯的优异特性与氧化铝的强声子耦合，在复合材料内形成高效热传递网络，石墨烯层热流通量比氧化铝内部高出一个数量级。三是导热性能飞跃，基于该材料制备的TIM导热率高达6.44W/m·K，显著优于传统氧化铝基TIM。四是散热效果显著，该材料可应用于微型LED，令热点温度直降17.7摄氏度，有效提升器件性能和寿命。五是可扩展平台，FB-CVD技术为石墨烯包覆陶瓷复合材料提供了稳定、可规模化的制备路径。

该研究实现了高质量石墨烯包覆氧化铝粉末的规模化可控制备，其构建的“声子高速通道”大幅提升了TIM的导热性能，为高功率芯片、微型LED、5G等领域的散热难题提供了高效解决方案。