科创中国

更高的速度是5G手机受到追捧的原因之一，相较于4G，其下载速率要提升9倍以上。这样的高速率、大宽带和低延时都由5G手机核心部件更大的运算保证，而更大的运算意味着产生更多热量。散热问题已经成为电子设备行业亟需解决的问题。目前，解决热量过载有两种思路，要么减少热量的产生，要么加速热量传导转移。减少热量产生即优化运算方法，通过这种方法大幅减少发热的技术壁垒过高，难以成为主流解决方案。加速散热则有两种方法，一是通过加装风扇等方式加速产品内部对流；二是通过散热片、散热管和均热板等导热材料散热。考虑到手机的体积，通过导热材料散热是手机生产商的主流选择。核心应用领域：手机、电脑、电动汽车等电子产品的高性能导热材料。本项目团队拥有博士5人，高级工程师2人，客户应用工程师1人，在行业内均具有多年的研究与产业化经验，对于项目的快速实施拥有坚实的团队基础。已申请核心专利20项，其中PCT5项，国内发明专利15项，专利涵盖了材料、工艺及应用全产业链。目前本项目处于中试生产阶段，未完全形成产业化，建有一条年产50万平方米的中试生产线，依托高校的科研资源，拥有各类科研与检测装备30台套。

本项目首创性的对金属骨架材料进行孔隙结构的技术修饰，形成有利于石墨烯生长的环境，最后得到的石墨烯复合导热材料具有导热效能更高，性能更稳定的特性。项目采用三维微隙结构的金属材料为骨架，通过对孔与孔连接点的技术修饰，形成对石墨烯的取向性生长基点，通过CVD的气体分解与反应，在骨架材料上取向性地生长石墨烯层。项目主要性能特点是高效的导热效能，达到1500W/(m· K)，同时超薄微隙结构，可以适应不同结构的电子器件的表面贴合，有效解决传统导热产品的缺陷，有效替代国外进口材料。主要创新点：（1）自主开发了具备规则微隙孔结构的金属骨架材料。将多孔金属材料采用阳极腐蚀技术，对孔节点进行定向腐蚀，增大定向孔节点的比表面积与表面活性。（2）采用CVD技术在孔节点处定点沉积石墨烯，形成石墨烯梯度复合结构，增强柔性和强度。

传统的界面导热材料主要是以导热颗粒填充聚合物或者油脂，组成导热脂、导热胶黏剂、导热橡胶及相变材料等几类界面材料。石墨烯是碳原子以sp2键紧密排列成的二维蜂窝状晶格结构，其导热性能优于碳纳米管。石墨烯有极高的热导率，单层石墨烯的热导率可达5300 W/(m· K) ，并且有良好的热稳定性。而且除了有高的热导率值，石墨烯的二维几何形状，及与基体材料的强耦合，低成本，都使得石墨烯成为界面材料的理想填料。研究表明，石墨烯基界面导热材料的热导率相对传统界面导热材料可明显提高。将石墨烯基界面导热材料应用于热管理可满足飞速发展的电子工业中高密度、高集成度组装发展的要求。本项目采用的技术为国内首创，创新性地以三维微隙金属基体为骨架，并进行取向性技术加工，使石墨烯层与骨架材料形成良好的取向微隙结构，与传统的产品技术相比，具有技术创新度更高，产品性能更优的明显优势。 

吴一帆：2019年任常德鑫睿新材料有限公司研发工程师，曾获湖南农业大学优秀研究生奖，国家奖学金等荣誉。陈红辉 ：2016年创办常德鑫睿新材料有限公司，获得省科技进步奖二等奖和三等奖各1项，获市科技进步奖一等奖1项，承担省市科技计划项目2项。喻鹏：湖南农业大学化学与材料科学学院副教授，博士研究生，主持国家基金项目3项，主持省重点项目5项，发表核心学术论文50余篇，获授权专利5项。

1、市场分析更高的速度是5G手机受到追捧的原因之一，相较于4G，其下载速率要提升9倍以上。这样的高速率、大宽带和低延时都由5G手机核心部件更大的运算保证，而更大的运算意味着产生更多热量。试验证明，电子元器件温度每升高 2℃，可靠性下降 10%；温升 50℃时的寿命只有温升 25℃时的 1/6，散热问题已经成为电子设备行业亟需解决的问题。目前，解决热量过载有两种思路，要么减少热量的产生，要么加速热量传导转移。减少热量产生即优化运算方法，通过这种方法大幅减少发热的技术壁垒过高，难以成为主流解决方案。加速散热则有两种方法，一是通过加装风扇等方式加速产品内部对流；二是通过散热片、散热管和均热板等导热材料散热。考虑到手机的体积，通过导热材料散热是手机生产商的主流选择。石墨烯具有非常优异的平面导热性能，且其片状形态的导热系数大大高于一般纯铜的导热系数，故而石墨烯在用作导热材料时多采用膜片形态。此外，石墨烯密度低，符合手机轻量化的要求。较高的比热容则意味着石墨烯导热材料具有较强的耐热能力，在使用时长上有一定优势。2、竞争优势传统的界面导热材料主要是以导热颗粒填充聚合物或者油脂，组成导热脂、导热胶黏剂、导热橡胶及相变材料等几类界面材料。石墨烯是碳原子以sp2键紧密排列成的二维蜂窝状晶格结构，其导热性能优于碳纳米管。石墨烯有极高的热导率，单层石墨烯的热导率可达5300 W/(m· K) ，并且有良好的热稳定性。而且除了有高的热导率值，石墨烯的二维几何形状，及与基体材料的强耦合，低成本，都使得石墨烯成为界面材料的理想填料。研究表明，石墨烯基界面导热材料的热导率相对传统界面导热材料可明显提高。将石墨烯基界面导热材料应用于热管理可满足飞速发展的电子工业中高密度、高集成度组装发展的要求。

本项目将主要依托客户的实际需求定制开发，并根据行业前沿应用储备与引导客户开发。因此主要开展技术服务为主，未来将在公司设置专业的技术创新中心，与客户共建联合创新实验室，与核心客户绑定技术合作，形成利益共同体，从而实现与客户的长期可持续发展。