Enhancing thermal conductivity of 6061 Al plate via graphene dip coating

材料科学 石墨烯 热导率 润湿 涂层 乙烯醇 氧化物 复合材料 胶粘剂 悬挂(拓扑) 纳米技术 图层(电子) 冶金 聚合物 数学 同伦 纯数学
作者
Seungjin Nam,Sungyeom Kim,Dae-Young Kim,Sungho Song,Jinkyu Lee,Hyoung Seop Kim,Hyokyung Sung,Hyunjoo Choi
出处
期刊:Journal of materials research and technology [Elsevier BV]
卷期号:29: 3126-3134 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jmrt.2024.02.072
摘要

The development of thermally conductive lightweight materials holds paramount importance for optimizing heat dissipation in automobile components. This study investigated three distinct techniques for coating graphene onto 6061 Al plates: direct, aluminum nitride (AlN)-aided, and poly-vinyl-alcohol (PVA)-aided coatings. The direct coating approach, via dipping into a graphene suspension, resulted in nonuniform graphene distribution due to the poor wettability of Al with graphene. AlN formation on the surface of a 6061 Al plate before graphene dip coating (AlN-aided coating) considerably improved the wettability of the surface with graphene. When using the PVA-aided coating method, 6061 Al plate was treated with PVA, followed by immersion in a graphene oxide (GO) suspension, achieving uniform GO coverage. This was facilitated by strong bonding between functional groups formed on the plate through treatment with PVA and those present on the GO surface. Directly coated samples exhibited a bonding strength of ∼1 MPa, whereas the samples coated using AlN- and PVA-aided methods showed bonding strengths of ∼3 and ∼10 MPa, respectively. Furthermore, AlN- and PVA-aided coatings improved thermal conductivity by ∼5.6% and ∼8.5%. This study proposes a facile and effective graphene-derivative coating process to improve the heat dissipation of Al-based materials.
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