Thermal and Electrical Properties of Graphene-based Polymer Nanocomposite Foams
Notice bibliographique
Résumé
Recently, multifunctional polymer-graphene nanoplatelet (GnP) composites have demonstrated great promise as next-generation materials for energy management and storage, electromagnetic interference (EMI) shielding and heat dissipation components in electronic industries. However, the practical underpinning needed to economically manufacture graphene-based polymer composites is missing. Therefore, this dissertation aims to demonstrate how some of the challenges for efficient manufacturing of functional polymer composites, can be strategically tackled by using supercritical fluid (SCF)-treatment and physical foaming technologies. In this PhD research, an industrial-scale technique for in situ exfoliation and dispersion of GnP in polymer matrices was developed and invented. This thesis also developed an in-depth understanding of the effects of cellular structures, GnPs’ orientation, arrangement, and exfoliation on the thermal/electrical conductivity, percolation threshold, dielectric performance, and EMI shielding effectiveness of the graphene-based polymer composites. In particular, it was demonstrated how SCF−treatment and physical foaming can significantly enhance thermal conductivity of polymer-GnP composites. The SCF-treatment and physical foaming exfoliated the GnPs in situ and microscopically tailored the nanocomposites’ structure to enhance the thermal conductivity. The research findings in this thesis have also demonstrated that the introduction of foaming and microcellular structure can substantially increase the electrical conductivity, EMI shielding effectiveness and can decrease the percolation threshold of the polymer-GnP composites. This research also presented a facile technique for manufacturing a new class of ultralight polymer-GnP composite foams with excellent dielectric performance. The generation of a microcellular structure provided a unique parallel-plate arrangement of GnPs around the cell walls. This significantly increased the real permittivity and decreased the dielectric loss. This dissertation developed a fundamental understanding of structure-property relationships and new routes to microscopically engineer the structures and properties of graphene-based polymer composites for various application such as heat management (heat sink materials), EMI shielding, energy storage and capacitors (dielectric materials).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».