基于連續(xù)介質(zhì)理論建立了定向碳納米管/橡膠（CNTs/Rubber）復(fù)合材料的代表體積元（RVE）模型,借助有限元方法（FEM）進(jìn)行數(shù)值計(jì)算獲得復(fù)合材料的等效熱導(dǎo)率。將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與Nielsen模型與Ce-WenNan模型預(yù)測(cè)值對(duì)比,驗(yàn)證了模型的有效性�；诖四Ｐ脱芯苛薈NTs體積分?jǐn)?shù)及界面熱阻對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),在低填充量（0.2%¹%）下,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨著填充量的增加而增大,且增大幅度隨著體積分?jǐn)?shù)的增大而逐漸減小;界面熱阻的存在阻礙了CNTs與橡膠基體之間的熱傳遞,對(duì)復(fù)合材料的熱導(dǎo)率有很大的影響,另外在不同體積分?jǐn)?shù)下,隨著界面熱阻的增大,復(fù)合材料熱導(dǎo)率都先開始減小,當(dāng)界面熱阻降低到一定大小時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨著界面熱阻的增大都基本保持不變。 

【文章來(lái)源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2016,37(01)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

代表體積單元示意圖

邊界條件示意圖

１期?邱金友等：定向碳納米管／橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱性能研究?１２７??導(dǎo)熱材料視為均勻體，可視為由周期排列的?其中，／為ＣＮＴｓ的體積分?jǐn)?shù)，ｆｃｃ，ｆｃｍ分別為碳納米??ＲＶＥ組成，對(duì)于ＲＶＥ，其導(dǎo)熱定律為：?管與基體的熱導(dǎo)率，Ｐ為碳納米管的長(zhǎng)徑比，ｉ？ｋ為??ｑｔ?Ｋａｐｉｔｚａ?熱阻，ａＫ?＝?／？Ｋｆｃｍ。??Ｖ?■?（ｆｃＶＴ）?＝?ｐｃｐ—?（３）?２）?Ｎｉｅｌｓｅｎ?模型間??本文通過(guò)Ａｎｓｙｓ軟件建立ＲＶＥ三維有限元模?ｋｅ?＝?ｋｍ?（（６）??型，確定ＲＶＥ上下前后面為周期絕熱邊界，在左右?、?抑’??面施加溫差Ａｒ，考慮界面熱阻的影響，在碳納米管?其中：??兩端面設(shè)置接觸熱傳導(dǎo)系數(shù)，進(jìn)行接觸熱分析獲得?Ｂ二ｋｃ／ｋｍ?￣?１?（７）??復(fù)合材料的溫度分布，然后通過(guò)有限元求解獲得沿??著長(zhǎng)度方向的總的熱流量９，進(jìn)而計(jì)算出填充碳納米?Ｐ?＝?１?＋?（＂?０?（８）??管的橡膠復(fù)合材料的等效熱導(dǎo)率：?、札）??ｑ，ＡＬ?式中，Ｐｍ為填充物的最大堆積分?jǐn)?shù)，定義為填充物??ｋｅ＝Ａ￣＾ｆ?（４）?的真實(shí)體積與填充物達(dá)到最大程度填充時(shí)所占的表??觀體積的比值。Ａ，?是與填充粒子的大小和形狀??邊界條件施加如圖３所示，本文基體與碳納米?有關(guān)的參數(shù)？??管的單元類型選擇為ＳＯＬＩＤ９０，選擇二維八節(jié)點(diǎn)接?為了驗(yàn)證模型的有效性，將有限元數(shù)值計(jì)算出??觸單元（ＣＮＮＴＡ１７４和ｆＡＧＥｌＴＯ）作為碳納米管與來(lái)的結(jié)果與以上的理論預(yù)測(cè)模型進(jìn)行對(duì)比。研究表??橡膠基體間的接觸面單元類型，采用映射網(wǎng)格劃分?明高熱導(dǎo)率納米材料填充到聚合物中得到復(fù)合材料??方法，圖４為定向ＣＮＴｓ／橡膠復(fù)合材料ＲＶ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳納米管材料導(dǎo)熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 祝春華,王端陽(yáng).  廣東化工. 2007(08)



本文編號(hào)：3138672