[科普中国]-石墨片

石墨片是一种全新的导热散热材料，沿两个方向均匀导热，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

简介概述石墨片是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。这种全新的天然石墨解决方案，散热效率高、占用空间小、重量轻，沿两个方向均匀导热，消除“热点”区域，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

石墨导热片解决方案独特的导热性能组合让导热石墨成为热量管理解决方案的杰出材料选择。导热石墨片平面内具有150-1500 W/m-K范围内的超高导热性能。

导热石墨材料(Thermal Flexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素，是一种自然元素矿物。薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素，但是却有金属材料的导电，导热性能，还具有象有机塑料一样的可塑性，并且还有特殊的热性能，化学稳定性，润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能，因此，导热石墨在电子、通信、照明、航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用。

石墨导热材料给热量管理工业提供了一个综合高性能的独特解决方案。导热石墨材料通过一系列不同的热量管理解决应用给需求日益广泛的工业散热领域带来新的技术方案，导热石墨材料产品提供了电子工业热量管理的创新新技术。导热石墨通过在减轻器件重量的情况下提供更优异的导热性能，导热石墨散热解决方案是热设计的崭新应用方案。

随着电子产品的升级换代的加速和迷你、高集成以及高性能电子设备的日益增长的散热管理需求。

这种全新的天然石墨解决方案，散热效率高、占用空间小、重量轻，沿两个方向均匀导热，消除“热点”区域，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

石墨**石墨晶体：**具有六角平面网状结构，可分为天然石墨和人造石墨两种。前者多呈鳞状，由石墨矿中提选出来。

特性：

1.润滑性；

2.热膨胀性小 ；

3.良好的导热、导电性；

4.广泛温区内的可使用性 ；

5.化学性能稳定且无毒性；

6.其他特性：具有可涂敷性、质轻、可塑性大、易加工成形等特点。

**天然石墨：**一般都似石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。

**人工石墨：**是将炭原料（如石油焦、沥青焦、无烟煤、冶金焦、炭黑等）经过煅烧、破碎与筛分、与粘接剂（主要用煤沥青）混捏后，再经压型和焙烧、高温石墨化，最后加工成所需规格尺寸。

散热原理典型的热学管理系统是由外部冷却装置，散热器和热力截面组成。散热片的重要功能是创造出最大的有效表面积，在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移，保证组件在所承受的温度下工作。品特性：表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合以满足更多的设计功能和需要。优秀的导热系数：150～1200W/m.k，比金属的导热还好。质轻，比重只有1.0～1.3。柔软，容易操作。热阻低。颜色黑。耐温 400℃低热阻：热阻比铝低40%，比铜低20%。重量轻：重量比铝轻25%，比铜轻75%。高导热系数：石墨散热片能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，并能依客户的需求作任何形式的切割。

性能石墨导热片(GTS)，因其具有独特的晶粒取向，沿两个方向（X-Y轴和Z轴）均匀导热，层状结构经过加工可很好地适应器件的表面起伏，独特的晶体结构和加工方法使其在均匀导热的同时也可以提供热隔离屏蔽热源与组件，显著改进电子类产品的性能。

加工方法为了更好地适应电子器件及电路模块起伏的表面，需要对石墨导热片进行一定的加工处理，主要的加工方法为：

1、背胶：以更好地粘附IC及电路板为目的，在导热石墨片的表面进行背胶加工。

2、在某些需要绝缘或隔热的电路设计中，为了更好地实现功能最优化，在石墨片的表面进行背膜处理。

用途在消费电子向超薄化、智能化和多功能化的发展趋势下的今天，功率的日益增加和产品的越做越薄日益显现出热量发散的问题。因其在导热方面的突出特性，石墨导热片受到了越来越多的关注，在智能手机、超薄的PC和LED电视等等方面有着广泛的应用。1

石墨片物理参数表

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分类DOBON天然导热石墨片优点：通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，导热系数达到800~1200w/m-k，厚度最薄是0.1mm。

缺点：导热系数与厚度与人工合成有一定的差距。

DOBON人工合成散热石墨膜优点：人工合成石墨膜是在极高温度环境下，通过石墨合成的方法，制得的一种碳分子高结晶态石墨膜，它在膜结晶面上有极高导热率：1500-2000W/m-k，比铜好1-3倍，是用于消除局部热点的理想的均热材料；可以在热点和散热体之间充当热传输桥梁；它在厚度可以达到0.03mm。

缺点：价格比较昂贵，是天然石墨片价格的几倍；生产厂家多为国外导热石墨材料厂家。

DOBON纳米复合石墨膜优点：以可膨胀石墨为原料，经过高温膨胀和超声波震荡处理得到了纳米石墨，并进一步分别对纳米石墨进行氧化和还原处理得到再氧化石墨和还原石墨。分别对聚乙烯醇、聚苯乙烯和纤维素等高分子基体材料进行适当地改性，以改善与纳米石墨导热填料的界面相容性。通过与纳米石墨、再氧化石墨以及还原石墨等导电填料复合制备出纳米复合石墨膜；厚度是40nm~70nm，导热系数是1800~2500w/m-k。

缺点：只适合应用少数产品应用，工艺较为复杂，成本较高。2

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学