1. 研究目的与意义
课题背景：
自 2004 年被石墨烯发现之后，因其独特的单原子层结构和优异的性能一直活跃在科技研究前沿，在光电、生物医药、能量 储存、复合材料等多方面具备良好的发展前景，随着科技不断进步，微电子集成和组装技术的发展和高功率密度器件的大量应用，元器件体积极大缩小，电子仪器设备向集成、小型、高密度化发展，同时也随着设备的需求，工作效率和使用频率也不断提高，这同时也对散热材料提出了更高的性能要求。一些传统的手机散热，例如采用大面积的金属背板、限制手机最高温度、贴附散热石墨板、添加散热风扇等等。但遗憾的是，这些方法要么限制了手机性能，要么增加了手机重量，效果都不尽如人意。石墨烯材料的应用无疑是一个振奋人心的消息。石墨烯是一种从石墨中提取出来的二维碳纳米材料，具有极高的热导率和热辐射系数。与其他传统的散热材料如金属以及部分无机非金属材料相比，石墨烯独特的结构特征，让它具备了良好的各向异性、面向导热性，它的面内热导率能够达到 1500W/(mK) ；同时具有低密度、低热膨胀系数、良好机械性能等优异特性。这些都是石墨烯相对于其他传统散热材料的优点。
石墨烯具有优良的导热性能和导电性能，可“合二为一”同时作为导热材料和电磁屏蔽材料，且厚度比石墨膜薄，更贴合电子产品轻薄化的需要。已有的散热材料主要是石墨膜，次要是导热硅胶，现有产业链相较成熟，所以石墨烯薄膜需要依靠技术创新进一步降低生产制备成本并同时根据不同的需求场景调节石墨烯特性。
2. 研究内容与预期目标
课题的主要内容有，通过查阅资料学习石墨烯膜散热技术领域的应用，随着微电子集成与组装技术的飞速发展以及高功率密度器件的集成使用，电子器件的功率密度和发热量逐渐增大，散热已成为电子行业面临的关键问题石墨膜材料具有面向热导率高，晶面热膨胀系数小，热阻低，重量轻等优点，受到科学家的广泛关注。特别是近年发展的石墨烯材料，更是有望应用于电子产品的散热领域。本文以氧化石墨烯为原料，采用涂覆法制备高导热石墨膜材料，主要对涂覆法制备石墨膜的成膜工艺进行探究，并研究高温热处理对石墨膜导热性能的影响，最后还对石墨膜导热性进行了实际应用测试和分析。
首先，采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，再通过涂覆法将其涂覆成膜，研究了涂覆法制备石墨膜的工艺条件。研究发现，基板、氧化石墨烯溶液的浓度、涂覆厚度以及干燥程度等对石墨膜的成膜性和热扩散系数有很大的影响。(1)采用涂覆法制备石墨膜时应选用乙基板等表面比较光滑的基板;(2)氧化石墨烯溶液的浓度应控制在20-35mg/mL，此浓度范围内的氧化石墨烯溶液既容易与基板粘合又易涂覆均匀;(3)还原剂的浓度应选用40mg/L;(4)还原时间应选择4h;(5)缓慢升温所得的石墨膜的完整性和导热性比较好。
其次，通过对化学还原的石墨膜进行不同温度下的热处理来研究高温热处理对石墨膜微观结构、导热和导电性能的影响。
3. 研究方法与步骤
1. 在设计初级阶段认真进行调研，广泛阅读相关文献，在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出开题报告。要求查阅并在开题报告中引用相关文献资料20篇以上；
2. 在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题相关的外文资料。要求译文准确、通畅，字数在5000字以上；
3. 在文献调研的基础上，根据课题需求，列出详细的设计方案与提纲；
4. 参考文献
[1] Novoselov K. Graphene: mind the gap[J]. Nature materials, 2007, 6: 720-721.
[2] Dreyer D R. Park S, Bielawski C W, Ruoff R S. The chemistry of graphene oxide[J]. Chemical Society reviews, 2010, 39: 228-240.
[3] Park S, Ruoff R S. Chemical methods for the production of graphenes[J]. Nature Nanotechnology, 2009, 4:217-224.
5. 工作计划
（1）2022.2.25-2022.3.15文献调研，图书馆查阅资料，完成开题报告，完成外文资料的翻译；
（2）2022.3.16-2022.4.15通过实验进行研究；
（3）2022.4.16-2022.4.30总结并整理实验数据，进行优化实验；
