Nghiên Cứu Chế Tạo Và Khảo Sát Tính Chất Kem Tản Nhiệt Silicon Chứa Thành Phần Graphene Nanoplatelets

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Mai Thị Phƣợng

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT KEM TẢN

NHIỆT SILICON CHỨA THÀNH PHẦN GRAPHENE

NANOPLATELETS

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC

Chuyên ngành: Vật liệu và linh kiện nano

Mã số: 8440126.01QTD

`

Cán bộ hƣớng dẫn: TS. Bùi Hùng Thắng

GS.TS. Nguyễn Năng Định

HÀ NỘI – 2019

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả trong luận văn được trích dẫn lại từ bài báo đã và sắp được xuất bản của tôi và

các cộng sự. Các số liệu, kết quả này là trung thực và chưa từng được ai công bố

trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

ii

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Bùi

Hùng Thắng và GS.TS. Nguyễn Năng Định, người đã trực tiếp giao đề tài và tận

tình hướng dẫn tôi hoàn thiện luận văn này.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cán bộ của Phòng nanô cácbon và

Trung tâm Ứng dụng và Triển khai Công nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi về trang

thiết bị và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong quá trình thực hiện luận văn.

Tôi cũng xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo Trường Đại học

Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo giảng dạy tôi trong những năm học

qua cũng như hoàn thành luận văn này.

Tôi xin cảm ơn Đề tài Sở Khoa học Công nghệ mã số 01C-0205-2019-3 đã

tài trợ kinh phí thực hiện luận văn này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ tình cảm với những người thân trong gia đình, bàn

bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ, hỗ trợ tôi về mọi mặt.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Học viên: Mai Thị Phƣợng

iii

MỤC LỤC

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................. v

1.1.Tổng quan về vật liệu cácbon cấu trúc nano.......................................................5

1.1.1.Các vật liệu cácbon cấu trúc nano...................................................................5

1.1.2.Vật liệu vật liệu Graphene ..............................................................................7

1.1.3.Tính chất nhiệt của vật liệu graphene..............................................................9

1.1.4.Ứng dụng của vật liệu graphene.................................................................... 11

1.2.Tổng quan về kem tản nhiệt............................................................................. 15

1.2.1.Vật liệu tiếp giáp .......................................................................................... 15

1.2.2.Phân loại vật liệu tiếp giáp............................................................................ 17

1.2.3.Thành phần và tính chất kem tản nhiệt.......................................................... 18

CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM.......................................................................... 29

2.1. Đề xuất ứng dụng graphene trong kem tản nhiệt............................................. 29

2.2. Các hóa chất và thiết bị sử dụng chế tạo vật liệu............................................. 29

2.2.1. Các hóa chất và vật liệu sử dụng.................................................................. 29

2.2.2. Các trang thiết bị ......................................................................................... 30

2.2. Phương pháp chế tạo....................................................................................... 32

2.2.1. Phương pháp biến tính Gr-COOH................................................................ 32

2.2.2. Quy trình chế tạo kem tản nhiệt graphene .................................................... 33

2.3. Các phương pháp phân tích và khảo sát tính chất vật liệu ............................... 34

2.3.1 Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM)....................................... 34

2.3.2 Phổ tán xạ Raman......................................................................................... 35

2.3.3. Phổ hồng ngoại biến đổi fourier................................................................... 35

2.3.4. Phương pháp đo độ dẫn nhiệt THB-100....................................................... 36

iv

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 39

3.1. Kết quả biến tính vật liệu graphene................................................................. 39

3.2. Kết quả phân tán graphene trong nền kem silicon........................................... 42

3.3. Kết quả khảo sát độ dẫn nhiệt của kem tản nhiệt............................................. 46

3.3. Kết quả mô hình tính toán lý thuyết................................................................ 48

3.4. Kết quả thử nghiệm tản nhiệt cho bộ xử lý Intel Core i5................................. 51

KẾT LUẬN...........................................................................................................54

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ....................................................... 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................56

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Độ dẫn nhiệt của một số vật liệu.................................................................10

Bảng 2. Tóm tắt đặc tính các loại vật liệu tiếp giáp.................................................17