5G手机散热材料手机导热和散热材料( 二 ) _小知识

优点：相变材料综合了导热膏和导热垫片各自的优点，在温度到达其相变点前，它具有和导热垫片不相上下的弹性及塑性，不会出现被挤出的现象；随着产热元件的工作温度逐渐升高，当温度达到相变材料的熔点以上时，相变材料就会发生相变成为液态，这个时候和导热膏类似, 他能够充分地填充界面之间的空隙，从而极大程度地降低了界面之间的热阻。
缺点：相变材料的热导率比导热膏低。另外，在使用过程中，由于要求利用一定的压力作用来增加其传热效率，因此也会导致其机械应力的增加。

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相变材料
热界面材料上游包括玻璃纤维、硅胶、氧化铝、树脂材料等，这些材料大部分市场供应充足，不存在稀缺性，因此热界面材料下游应用十分广泛，主要包括通信设备、电子设备、汽车和家用电器等领域。热界面材料供应商主要有莱尔德、德国汉高、固美丽、道康宁、信越化学、富士等，占据90%以上的市场份额。我国企业在热界面材料方面起步较晚，中石科技、飞荣达等在热界面材料方面有一定产品积累，在导热膏与导热垫片领域的产品较为成熟，已初步完成产业化产品及体系认证并实现批量供货，但高技术含量高附加值的相变材料与导热凝胶产品还处于摸索阶段。
二、石墨片/石墨烯
石墨是相较于铜和铝等金属更好的导热材料，主要原因在于石墨具有特殊的六角平面网状结构，可以将热量均匀地分布在二维平面并有效地转移。石墨烯又称单层石墨，具有快速导热特性和散热特性，是现阶段已知导热系数最高的导热材料，其理论导热系数高达 5300W/m·K 。
2.1 石墨片/膜
石墨片/膜是一种碳分子高结晶态组成的导热材料，由于具有独特晶粒取向，石墨片可沿两个方向（X-Y轴）散热。在水平方向上，石墨的导热系数为300~1900 W/m·K，而铜和铝的导热系数约为200~400 W/m·K 。在垂直方向上，石墨的导热系数仅为5~20 W/m·K 。因此，石墨具备良好的水平导热、垂直阻热效果。同时，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2倍，这意味着吸收同样的热量后，石墨温度升高仅为铜的一半。石墨片可分为天然石墨片和人工石墨片：天然石墨片有导热性良好、柔软易加工、无气味和液体渗透性等特点，但天然石墨片难以加工成薄片，在电子设备中会占用较大空间且与人工石墨片相比导热性能较低。人工石墨膜导热性能远高于天然石墨，散热速度极快轻薄，可有效节省空间, 由聚酰亚胺（PI 膜）经过碳化和石墨化制成, 是当前最薄的散热材料，最薄可做到0.01mm 。
优点：基于高导热系数、高比热容和低密度等性能优势，石墨片目前是手机等消费电子产品的主流散热材料。
缺点：石墨片相对较厚，不利于消费电子产品小型化，薄型化的要求。石墨膜的上游高端聚酰亚胺材料掌控在国外厂商手中。

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石墨片/膜
【5G手机散热材料手机导热和散热材料】2.2 石墨烯
石墨烯是已知的导热系数最高的物质，理论导热率达到 5300W/m·K，远高于石墨。它是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体，厚度仅为 0.335nm，又称为单层石墨，是碳纳米管、富勒烯的同素异形体。利用石墨烯制成的高导热石墨烯散热片具有极高的导热率和热辐射系数，应用于智能手机、电脑等电子产品中，可有效提升设备性能、提高设备使用寿命。同时，石墨烯还可被用于制作复合材料，生成热导纤维和导热塑料。石墨烯所形成的导热塑料具有散热性能好、成本低、重量轻、易生产等优势，可用于电子产品塑料外壳生产等领域。
优点：石墨烯的快速导热特性与快速散热特性，使其成为传统石墨散热膜的理想替代材料。
缺点：新兴技术，成本较高，大尺寸薄膜制备难题正在逐步攻克。

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石墨烯
石墨片是消费电子领域的主流材料，智能手机中主要使用人工合成石墨片/膜，用量视手机性能和要求而定，大概在3~6片，使用到的部件包括镜头、CPU、OLED显示屏、WiFi 天线、无线充电器和电池等。目前石墨片/膜行业主要参与者为日本松下、美国 Graftech、日本 Kaneka、碳元科技、中石科技和飞荣达等。日本松下和美国 Graftech 进入该领域较早，技术成熟，主打高端市场。国内碳元科技、中石科技和飞荣达等已经进入三星、华为等主要手机厂商的供应链。由于石墨片行业进入门槛相对较低，普通石墨片产品的单价有一定压力，行业往高导热率，质量轻，可塑性好的石墨烯升级。

5G手机散热材料 手机导热和散热材料( 二 )

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