随着现阶段电子元器件的高度集成化和小型化,对各种高性能元器件的正常功能来说,对快速高效的散热的需要已经日渐突出。大多数聚合物如环氧树脂的导热系数很低（～0.2 W·m-1·K-1）,这时就需要各种导热填料来提高其热导率。相比常见的电绝缘陶瓷填料,石墨烯具有更高的热导率（～5300 W.m-1·K-1）,作为填料可以更有效地提高聚合物的热导率。然而,它的高导电性使它不可能适用于高导热且电气绝缘的石墨烯/聚合物复合材料。为了充分利用石墨烯优异的高导热性去制备高导热且电绝缘聚合物复合材料,现阶段主要技术是通过在石墨烯片层表面构建纳米颗粒绝缘层或纳米片绝缘层而达到抑制其高导电性的效果。本项目课题主要对如下几个方面展开了试验研究:1.本项目课题中分别用到两种方法对石墨烯表面构建绝缘层。第一种方法是采用超临界CO₂流体辅助,硝酸铝水解形成氢氧化铝层包覆在石墨烯表面,后经过600℃的高温锻烧得到氧化铝@石墨烯的相应杂化材料。超临界CO₂辅助法得到的氧化铝层纳米粒子是分离的颗粒,容易得到松散和多孔结构。其二是通过非相分离成核法,在缓冲溶液中硫酸铝缓慢水解成核在石墨烯表面形成氢氧化铝纳米层,后经过600℃的煅烧得到氧化铝@石墨烯的相应杂化材料。而非相分离成核法则是在石墨烯表面形成了结构紧凑的氧化铝纳米片层结构。结果证明这两种方法都能很好的在石墨烯表面形成较好的氧化铝涂层并且通过这两种方法形成的氧化铝纳米颗粒或纳米片层对杂化材料的的热稳定性有显著的提高。这两种不同的氧化铝涂层结构对后期填料的导热性能和电气绝缘性能也有一定的影响。2.绝缘导热性能的研究。通过环氧树脂固化的工艺的选择,可以看到填料与基体混合均匀,所得复合材料相容性较好。氧化铝包覆在石墨烯片层的表面不仅最大限度的保证了石墨烯高的热导率,还极大地抑制了其高的电导率。