首先，我們還是來了解熱傳導(dǎo)的機(jī)理。

第一，熱傳導(dǎo)過程采取擴(kuò)散形式，但各種材料的導(dǎo)熱機(jī)理是不同的。

學(xué)者對材料的導(dǎo)熱機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的討論。固體內(nèi)部的導(dǎo)熱載體分別為電子、聲子(點(diǎn)陣波)、光子(電磁輻射)等三種。對聚合物而言，通常為飽和體系，無自由電子，導(dǎo)熱載體為「聲子」，熱傳導(dǎo)主要依靠「晶格振動」。聚合物相對分子質(zhì)量很大，具有多分散性，分子鏈則以無規(guī)則纏結(jié)方式存在，難以完全結(jié)晶，再加上分子鏈的振動對聲子有散射作用，使聚合物材料的熱導(dǎo)率很小。

傳統(tǒng)要使聚合物具有更好的熱導(dǎo)率，可通過以下二種方式進(jìn)行改性：

(1)合成具有高熱導(dǎo)率的聚合物;

(2)用高熱導(dǎo)率物質(zhì)填充聚合物，制備聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料。

生產(chǎn)實(shí)踐中通常采用添加高熱導(dǎo)率填料的方式來提高高分子材料的熱導(dǎo)率，得到導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料。

第二，填充型導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱機(jī)理包括：

A.導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱性能取決于聚合物和導(dǎo)熱填料的相互作用，也就是解決界面技術(shù)及滲濾閾值的選定;

B.填料種類不同其導(dǎo)熱機(jī)理不同。其中，金屬填料是靠電子運(yùn)動進(jìn)行導(dǎo)熱;非金屬填料主要依靠聲子導(dǎo)熱，其熱能擴(kuò)散速率主要取決于鄰近原子或結(jié)合基團(tuán)的振動。

C.導(dǎo)熱填料對導(dǎo)熱性能影響因素包括：填料種類、填料形體和粒徑、填料含量、填料表面處理方式及導(dǎo)熱機(jī)理。我們現(xiàn)在談到石墨烯，世界上最好的導(dǎo)熱材料，但基本上就是要先判斷該材料是金屬還是非金屬填料后，再來討論合適的導(dǎo)熱機(jī)理。

石墨烯被定義為「半金屬」，從材料的角度來看，石墨烯每個碳原子透過σ鍵與相鄰的三個碳原子連接，而每個碳原子剩下一個未成鍵的π電子與周圍的原子形成大p共軛結(jié)構(gòu)，這樣π電子就能在石墨烯整個晶體結(jié)構(gòu)中自由運(yùn)動。這時候，電子透過p軌道重迭而發(fā)生離域，產(chǎn)生價帶充滿電子地延伸π系統(tǒng)。但電子在晶體上并不是完全自由運(yùn)動的，是受「勢場」與「聲子」影響。所以，石墨烯兼具「電子運(yùn)動」及「聲子導(dǎo)熱」兩種導(dǎo)熱機(jī)理。

其次，石墨烯的熱傳導(dǎo)率隨著樣本大小呈對數(shù)遞增。石墨烯越長，每長度單位傳遞的熱越多，這點(diǎn)我們可以把它視為因?yàn)殚L度較大，相同傳遞路徑下相對較短導(dǎo)致，這是二維碳原子層材料所發(fā)現(xiàn)另一個獨(dú)一無二的屬性。另外，石墨烯垂直于平面之熱傳導(dǎo)率由于聲子受到邊界散射的影響，會隨著石墨烯層數(shù)增加而降低。聲子是晶格振動的量子化形式，但當(dāng)兩個晶體有邊界不對齊時，熱傳遞數(shù)值僅為1/10。

我們從幾篇文獻(xiàn)來看這次試樣的機(jī)理根據(jù)。Yavari等(2011)探討石墨烯復(fù)合十八烷醇制備之導(dǎo)熱相變化復(fù)合材料的液固相變化之熱焓值、結(jié)晶性及其導(dǎo)熱特性之變化，發(fā)現(xiàn)添加低含量石墨烯(4wt%)可顯著提升導(dǎo)熱相變化復(fù)合材料之導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)2.5倍，且液固相熱焓值僅減少15.4%，此研究成果相對比納米碳管及納米銀線更具競爭力。