石墨烯在熱領(lǐng)域的特性及利用

1、一特性機(jī)理：在石墨烯中，碳原子在不停的振動(dòng)，振動(dòng)的幅度有可能超過其厚度。其中最重要的石墨烯的晶格振動(dòng)，不僅僅影響石墨烯的形貌特征，還影響的石墨烯的力學(xué)性質(zhì)、輸運(yùn)特性、熱學(xué)性質(zhì)和光電性質(zhì)。對石墨烯的熱學(xué)性質(zhì)的影響主要是由于石墨烯晶格振動(dòng)。由石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式可得如下圖表從圖中看出來石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的增加而減小。在同一溫度下，導(dǎo)熱系數(shù)隨石墨烯的寬度的增加而增加。由經(jīng)典的熱傳導(dǎo)理論可知，隨著溫度的升高，晶格振動(dòng)加強(qiáng)，聲子運(yùn)動(dòng)劇烈，

2、熱流中的聲子數(shù)目也增加。聲子間的相互作用或碰撞更加頻繁，原子偏離對平衡位置的振幅增大，引起的聲子散射加劇，使導(dǎo)熱載體(聲子)的平均自由程減小。這是石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低的主要原因。對于石墨烯，電子的運(yùn)動(dòng)對導(dǎo)熱也有一定的貢獻(xiàn)，但在高溫情況下，晶格振動(dòng)對石墨烯的導(dǎo)熱貢獻(xiàn)是主要的，起主導(dǎo)作用。二應(yīng)用：發(fā)熱：由石墨烯制成的加熱膜與傳統(tǒng)取暖方式相比，1加熱速度快（1min內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定工作溫度，而傳統(tǒng)取暖如油汀需要20min才能達(dá)到穩(wěn)定溫度

3、）；原理：在熱工設(shè)備中，熱的傳遞主要有兩種形式，一種是熱能直接傳遞給物料，代表爐型是加熱爐等，石墨烯材料可用在煙氣余熱回收上另外一種是熱能先傳遞給導(dǎo)熱儲熱材料再傳遞給物料，代表爐型為焦?fàn)t、熱風(fēng)爐等，石墨烯可用在開發(fā)高導(dǎo)熱材料上1石墨烯相變儲熱材料在熱風(fēng)爐上可以得到應(yīng)用，以取代目前的格子磚，減少設(shè)備體積。2在加熱爐上，石墨烯相變儲能材料則主要可以用來回收中低溫?zé)煔庥酂?。在熱處理爐上，可以利用石墨烯開發(fā)高導(dǎo)熱涂料，減少燃料消耗。3石墨烯可以