均溫板界面氧化：石墨烯塗層失效與熱阻上升曲線

1. 界面氧化起始機制

石墨烯塗層於鋁基板（6063-T6）與銅基板（C11000）界面之氧化，主要由晶界缺陷處 O₂ 滲透引發。高解析 TEM 觀察顯示，塗層厚度 ≤ 8 nm 區域存在微孔洞（平均直徑 1.2 ± 0.3 nm），為氧擴散優先通道。在 350°C 恆溫環境下, 氧分壓 > 10⁻³ Pa 時，氧化前沿以 0.47 nm/min 速率向塗層/金屬界面推進。

2. 熱阻時變模型

經 200 次熱循環（-40°C ↔ 125°C, ΔT=165K, 15 min/cycle）後，界面接觸熱阻 R_th 隨時間呈非線性上升。實測數據符合以下經驗模型：

其中：

模型適用範圍：t ∈ [0, 480] min；超過 8 小時後，因塗層局部剝離，R_th 呈階躍式增長（ΔR_th > 0.12 K·cm²/W / step）。

3. XPS 定量關聯分析

對失效樣品進行深度剖析 XPS（Ar⁺ etching, 0.5 keV, 30 s/layer），發現 C 1s 峰中 C–O（286.2 eV）與 C=O（287.8 eV）成分比例隨深度增加而上升。當界面層（深度 15–25 nm）C–O/C 比 ≥ 0.31 時，對應 R_th ≥ 0.34 K·cm²/W（n=12, r=0.93, p<0.001）。

4. 濕熱環境加速試驗

於 85°C / 85% RH 條件下進行 1000 小時暴露試驗，石墨烯塗層剝離臨界厚度為 12.7 ± 0.9 nm。剝離起始點集中於塗層邊緣 200 μm 內區域，主因為水分子沿石墨烯晶界毛細滲透，導致 Al₂O₃/SiO₂ 雜質層水解膨脹（體積膨脹率 ΔV/V₀ = 14.3%）。