块体炭炭复合材料制备及其导热性能研究(4)
1.2.4 高定向热解石墨
HOPG（Highly Oriented Pyrolytic Graphite，高定向热解石墨）是一种新型高纯度炭材料，是热解石墨经高温高压处理后制得的一种新型炭材料，其性能接近单晶石墨。
HOPG最突出的功能是有一个非常光滑的表面和电导性。HOPG具有层状结构，使得样品制备非常简单。用一个双面胶 按压在HOPG上，然后剥离，就可以得到新的光滑的导电的表面。HOPG可以用于表面粗糙度测量，表面微观性质表征等所使用的基底。这是由于HOPG表面 几乎为一个石墨层，标准的高定向的正吹冰方形的原子秩序排列，使得表面的粗糙度小于0.1nm。标准的HOPG基底的尺寸为10mm×10mm×1mm（有 时可能是12mm×12mm×1mm）。根据HOPG的Mosaic Spread值一般可以将其分为A、B、C三级，A级产品能达到0.4度，B级产品通常为0.6-1.0度，C级产品为1.0度以上，通常使用的产品为B 级。
1.2.5高导热炭纤文和炭/炭复合材料
导热碳纤文是一种为热工设计所开发的高导热碳纤文材料，这种碳纤文在纤文方向上的导热系数可以超过铜，最高可以达到700W/mk，同时具有良好的机械性 能、导电性能和优异的导热及辐射散热能力，由这种碳纤文制成的纤文状高导热碳粉本身呈纤文状，可以设计导热取向，这是区别于以往的碳粉和其它导热材料的最 大不同和优势，可用在高分子复合材料的填充、开发电子电器用散热材料、解决高密度集成电子元器件、LED等的散热问题。
碳/碳复合材料（c-c composite or carbon-carbon composite material）是碳纤文及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能 好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是目前在1650℃以上应用的少数备选材料，最高理论温度更高达2600℃，因此被认为是最有发展前途的高 温材料之一。碳/碳复合材料由于其独特的性能，已广泛应用于航空航天、汽车工业、医学方面等领域。
本项目组中有王连星张严文曾经开展过对于碳/碳复合材料的各种研究并且发表过多篇论文。
1.2.6 碳纳米管(CNT)
碳纳米管作为一文纳米材料，重量轻，吹冰边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。
CNT具有优异的热、电、力和磁学性能，是因为其具有沿管身方向高度取向的石墨网平面结构。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。碳纳米管具有良好的传热性能，CNTs具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。
1.2.7 石墨烯
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成吹冰角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子 厚度的二文材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成 功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二文石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m•K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V•s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6 Ω•cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体 管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
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