一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括石墨烯发热器件、石墨烯导热膜和半导体制冷器件，所述石墨烯发热器件由CVD管式炉制备超薄单层石墨烯、均匀附着在高温聚对苯二甲酸乙二醇酯胶带上制成，所述发热器件与金属导线、电源连接，具有柔性可折叠的特点。本实用新型专利技术的优点是：提供的一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，该温控系统具有柔性可折叠，热量扩散快，温度分散均匀、灵敏度高等优点，在高精密的仪器仪表、光电器件等领域中有十分可观的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统
本技术涉及温控系统领域，具体是指一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统。
技术介绍
热管理是日常生产和实验研究中经常遇到的，控温仪器已在各个领域得到广泛的应用。随着科技的进步，生产和实验对温度的控制要求更加严格，对温控系统的灵敏度也提出了更加精密的要求。由于热的传递是需要一定时间的，所以传统的温度控制系统对温度的响应存在较大的延迟现象，如何进一步提高温控系统的灵敏度，缩短温度反应的延迟时间是温控系统领域需要解决的问题。因此，设计一个高灵敏度的温度控制系统，具有广泛的应用前景。石墨烯是一种二维的单原子层薄膜材料，电子迁移速率非常高，具有良好的导热性和导电性。单层石墨烯附着在高温胶带上，其形状、厚度都可以随着器件的变化而调整，形状契合元件表面，具有良好的可伸展性和柔性，在其表面附着电极后可以制成石墨烯发热膜。石墨烯导热膜是微小的石墨烯片组装而成的人工石墨结构的膜状物质，其厚度在几个微米到几百微米。石墨烯导热膜的热传导系数可达1600W/mK，是普通铜材料的4倍，传导热量高，扩散快，有效降低了温度响应的延迟时间，提高了温控系统的灵敏度，在热管理领域有极大的应用价值。
技术实现思路
本技术的目的：提供一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，该温控系统具有柔性可折叠，热量扩散快，温度分散均匀、灵敏度高等优点。本技术的技术方案是：一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括包括石墨烯发热器件、石墨烯导热膜和半导体制冷器件，所述石墨烯发热器件由CVD管式炉制备单层石墨烯、均匀附着在高温聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶带上制成，所述发热器件与金属导线、电源连接，具有柔性可折叠的特点。本技术的优点是：提供的一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，该温控系统具有柔性可折叠，热量扩散快，温度分散均匀、灵敏度高等优点，在高精密的仪器仪表、光电器件等领域中有十分可观的应用前景。作为优选的，所述单层石墨烯厚度约0.335nm。作为优选的，所述石墨烯的高均匀柔性温控系统包括石墨烯导热膜，所述石墨烯导热膜的一端贴有石墨烯发热膜，所述石墨烯发热膜远离石墨烯导热膜的一侧设有PET膜，所述石墨烯导热膜远离石墨烯发热膜的一端贴有半导体制冷器件冷端，所述半导体制冷器件冷端上设有半导体制冷器件热端。附图说明图1是一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统的结构示意图。1、PET膜，2、石墨烯发热膜，3、石墨烯导热膜，4-1、半导体制冷器件热端，4-2、半导体制冷器件冷端。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。本技术在具体实施时，一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括石墨烯发热器件、石墨烯导热膜和半导体制冷器件，其特征在于：所述石墨烯发热器件由CVD管式炉制备单层石墨烯、均匀附着在高温聚对苯二甲酸乙二醇酯胶带上，所述石墨烯发热器与金属电极、电源连接，具有柔性可折叠的特点。作为优选的，所述超薄单层石墨烯厚度约0.335nm。作为优选的，所述石墨烯的高均匀柔性温控系统包括石墨烯导热膜3，所述石墨烯导热膜3的一端贴有石墨烯发热膜2，所述石墨烯发热膜2远离石墨烯导热膜3的一侧设有PET膜1，所述石墨烯导热膜3远离石墨烯发热膜2的一端贴有半导体制冷器件冷端4-2，所述半导体制冷器件冷端4-2上设有半导体制冷器件冷端4-1。工作原理：本专利的专利技术点在于柔性石墨烯发热膜和导热膜的结合应用，利用石墨烯发热膜的高转换效率和石墨烯导热膜的高导热特性，将石墨烯发热膜和导热膜贴合在一起，利用其柔性特性，可以附着在很多异形物体表面，从而更好地实现热量的传递，同时减少温度控制的迟缓响应时间，提高温控系统的灵敏度和精度。实施例：实施例一：一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括石墨烯发热器件、柔性石墨烯导热膜和半导体制冷器件。利用石墨烯作为导热膜，降低了温度控制的延迟时间，提高了温控系统的灵敏度和控制精度。作为优选的，包括以下步骤：(1)制备石墨烯发热膜：采用管式炉在铜箔或者镍箔表面使用化学气相沉积(CVD)的方法制备单层石墨烯，然后将其转移到高温PET胶带上，并在石墨烯上附着电极；(2)制备石墨烯导热膜：经化学氧化形成石墨烯分散于水中，成膜后加热干燥和石墨化得到石墨烯导热膜；(3)组合：将石墨烯发热膜与石墨烯导热膜、半导体制冷器件连接贴合，形成一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统。所述单层石墨烯厚度约0.335nm。作为优选的，所述石墨烯导热膜的制备方法包括石墨的化学氧化、离心分离、成膜和加热干燥过程。作为优选的，所述石墨烯导热膜的形状厚度可控。作为优选的，所述石墨烯导热膜的热导率可达1600W/mK。实施例二：一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括电源、柔性石墨烯导热膜和半导体制冷器件。本实施例中，电源包括电源、金属导线和单层石墨烯发热膜，厚度约0.335nm，附着在高温PET胶带上，具有柔性可折叠的特点。实施例三：一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统的组合方法，包括以下步骤：制备石墨烯发热膜：采用管式炉在铜箔或者镍箔表面使用化学气相沉积(CVD)的方法制备单层石墨烯，然后将其转移到高温PET胶带上，并在石墨烯上附着电极；制备石墨烯导热膜：经化学氧化形成石墨烯分散于水中，成膜后加热干燥和石墨化后得到石墨烯导热膜；连接电源与半导体制冷器件：将金属导线与石墨烯发热膜、石墨烯导热膜、半导体制冷器件连接，形成一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统。本实施例中，石墨烯导热膜的制备方法包括石墨的化学氧化、离心分离，加热干燥和石墨化过程。本实施例中，石墨烯导热膜的形状厚度可控。本实施例中，石墨烯导热膜的热导率达1600W/mK。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括石墨烯发热器件、石墨烯导热膜和半导体制冷器件，其特征在于：所述石墨烯发热器件由CVD管式炉制备单层石墨烯、均匀附着在高温聚对苯二甲酸乙二醇酯胶带上制成，所述发热器件与金属导线、电源连接，具有柔性可折叠的特点。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，包括石墨烯发热器件、石墨烯导热膜和半导体制冷器件，其特征在于：所述石墨烯发热器件由CVD管式炉制备单层石墨烯、均匀附着在高温聚对苯二甲酸乙二醇酯胶带上制成，所述发热器件与金属导线、电源连接，具有柔性可折叠的特点。


2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的高均匀柔性温控系统，其特征在于：所述单层石墨烯厚度约0.335nm。

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，卢广锋，王凡，
申请(专利权)人：湖南二零八先进科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43