Grafiittipaperi, uusi hiili - -pohjainen materiaali, osoittaa leveät käyttömahdollisuudet elektroniikassa, lämmönhallinnassa ja uudessa energiassa sen erinomaisen sähkö- ja lämmönjohtavuuden ja kevyiden ominaisuuksien vuoksi. Sen valmistelu vaatii kuitenkin erittäin korkeaa prosessiparametrien hallintaa, ja avaintekniikoiden hallitseminen on välttämätöntä vakaan suorituskyvyn varmistamiseksi.
Raaka -aineiden valinta ja esikäsittely ovat perustavanlaatuisia vaiheita. Korkea - Puhtaus Natural Flake -grafiitti tai laajennettu grafiitti on ensisijainen raaka -aine, puhtaus yli 99% epäpuhtauksien välttämiseksi. Esikäsittelyvaiheessa grafiitti hapettuu interkaloivalla aineella (kuten rikkihappo tai typpihappo), jotta muodostuu kuivutettavia grafiittien interkalaatioyhdisteitä. Tämän vaiheen aikana interkaloiva ainepitoisuus, reaktiolämpötila ja reaktioaika on valvottava tarkasti -, esimerkiksi konsentroituneen rikkihapon suhde grafiittiin on tyypillisesti 3: 1 - 5: 1, ja reaktiolämpötila on säilytettävä välillä 0–5 astetta, jotta estävät liiallisen eksotermin aiheuttaman rakennevaurion.
Kuorinta- ja kalvonmuodostustekniikat vaikuttavat suoraan grafiittipaperin mikrorakenteeseen. Yleisiä menetelmiä ovat mekaaninen kuorinta ja kemiallinen höyryn laskeuma (CVD). Mekaanisessa kuorinnassa interkaloitu grafiitti kuoritaan yksittäiseksi tai harvoiksi - kerros grafeeniksi käyttämällä korkeaa - nopeuspallojen jauhamista tai ultraäänihajontaa. Tämä muodostetaan sitten paperiksi -, kuten rakenne tyhjöiden suodatuksen tai kalenterin avulla. Tämän prosessin aikana dispergointin tyyppi ja konsentraatio (kuten n - metyylipyrrolidoni) on optimoitava arkin yhdistämisen estämiseksi. CVD puolestaan käyttää hiililähdettä, kuten metaania grafeenin tuottamiseen metallisubstraatilla (kuten nikkelifolio) korkean - lämpötilan hajoamisen kautta. Grafeeni siirretään sitten kohdesubstraattiin. Kasvunopeuden ja yhdenmukaisuuden hallinta on haastavaa, ja lämpötila on tyypillisesti ylläpidettävä 800–1000 asteessa.
Post - Käsittely ja ominaisuuksien hallinta ovat myös tärkeitä. Painostaminen voi parantaa merkittävästi grafiittipaperin tiheyttä ja lämmönjohtavuutta. Suositeltu kuumapuristuslämpötila on 2000–3000 astetta, ja painetta säädetään 5–10 MPa: ssa. Liiallinen paine voi helposti johtaa hauraaseen halkeamiseen. Lisäksi pinnan funktionalisointi (kuten polymeeri tai metallipäällyste) voi parantaa tarttuvuutta laitteisiin, mikä tekee siitä sopivan joustavalle elektroniikalle.
Yhteenvetona voidaan todeta, että grafiittipaperin valmistus on monitieteinen tekniikka, joka vaatii tarkan ohjauksen jokaisessa vaiheessa raaka -aineista lopputuotteeseen. Prosessien optimoinnin ja laitteiden päivitysten avulla grafiittipaperin suorituskykyrajat työnnetään edelleen, mikä tarjoaa enemmän mahdollisuuksia korkealle - päätevalmistukselle.
