碳復合材料因其輕質(zhì)、高導熱、高強度、耐高溫、抗化學腐蝕等優(yōu)異性能而成為一種理想的熱管理材料，目前已廣泛用于微電子、化工、汽車、航空航天等領(lǐng)域。隨著碳納米管、石墨烯等一維、二維高導熱碳納米材料的發(fā)現(xiàn)與研究，多種具有不同微觀結(jié)構(gòu)、力熱性能的碳復合材料得到開發(fā)與應用。
近年來，天津大學材料科學與工程學院封偉教授團隊在碳納米復合材料的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控和力熱性能優(yōu)化方面取得一系列研究成果。團隊通過化學氣相沉積將不同形貌的碳納米管/纖維/螺旋原位生長在碳纖維、膨脹石墨、納米石墨、石墨烯等不同碳材料基底，結(jié)合材料表面處理、自組裝、取向及可控復合工藝，制備了定向高導熱的彈性石墨墊片、高強石墨塊、柔性碳膜、碳泡沫等碳復合材料。
圖1 團隊研究成果介紹
基于這些突出進展，封偉教授團隊在碳材料領(lǐng)域Top期刊Carbon上發(fā)表了綜述性文章，綜述了近年來高導熱碳復合材料的可控制備、結(jié)構(gòu)調(diào)控、性能優(yōu)化以及應用拓展方面取得的重大突破和進展，并對高導熱碳復合材料在未來存在的挑戰(zhàn)和研究方向進行了展望。該文章首先簡介了組成碳復合材料的單元碳材料的導熱性能及碳材料的聲子導熱機理，緊接著，根據(jù)單元碳材料與碳復合材料結(jié)構(gòu)上的相似和不同，圍繞“材料制備-結(jié)構(gòu)調(diào)控-性能優(yōu)化”的思路，重點論述了柔性碳膜、硬質(zhì)碳塊、多孔碳泡沫三類碳復合材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)和導熱性能，詳細介紹了材料的結(jié)晶性、界面狀態(tài)、微觀取向等結(jié)構(gòu)對碳復合材料的導熱及其各向異性的影響，同時總結(jié)了多種材料制備與復合方法對不同碳復合材料微觀結(jié)構(gòu)和力熱性能的調(diào)控規(guī)律。最后該文章指出了現(xiàn)有高導熱碳復合材料存在的主要問題，展望了未來的主要研究方向和發(fā)展趨勢。該文章將有利于研究人員深入理解高導熱碳復合材料的“材料制備-結(jié)構(gòu)調(diào)控-性能優(yōu)化”之間的關(guān)系，對新型高導熱碳復合材料的設計、制備和性能優(yōu)化提供重要的啟發(fā)和指導。相關(guān)論文發(fā)表在Carbon（http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2016.08.059）。
圖2 綜述概覽圖
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- 韓國科學技術(shù)研究所（KIST）: 找到了一種更簡單更環(huán)保成本更低的方法制備粘彈性聚合物-碳復合材料 2018-02-14
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