天然橡膠是一種純天然的高分子材料,綜合性能十分全面。我國是世界最大的橡膠消耗國家,橡膠生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行硫化,會消耗和浪費(fèi)大量的能量,微波硫化橡膠可以有效的解決這一問題。橡膠介電特性及導(dǎo)熱性能與其微波加熱傳熱特性密切相關(guān)。為分析碳材料對天然橡膠介電性能和導(dǎo)熱性能的影響,本文進(jìn)行了以下幾個方面的研究:1.制備了份量不同炭黑_天然橡膠復(fù)合材料、石墨烯_天然橡膠復(fù)合材料、碳納米管_天然橡膠復(fù)合材料的混煉膠,測量了試樣的介電參數(shù),分析不同頻率、溫度、碳材料種類和碳材料的份量變化對介電參數(shù)的影響。2.利用分子動力學(xué)構(gòu)建不同種類和份量的碳材料與天然橡膠的分子模型,預(yù)測不同碳材料以及份量的不同對天然膠導(dǎo)熱系數(shù)的影響。利用COMSOL仿真軟件,研究界面熱阻和各向異性對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。3.通過COMSOL模擬研究了不同碳材料與天然橡膠復(fù)合材料的在微波加熱時的溫度分布,以及復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部、虛部、導(dǎo)熱系數(shù)、橡膠層數(shù)對橡膠體溫度分布的影響。4.通過實(shí)驗表征的方式研究不同碳材料對天然膠接觸熱阻的影響。利用COMSOL仿真軟件,研究微波加熱時接...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號說明
1 緒論
    1.1 橡膠工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和“新舊動能”政策
    1.2 微波加熱機(jī)理
    1.3 有關(guān)橡膠的微波技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用情況
    1.4 納米尺度傳熱特性研究情況
        1.4.1 碳納米管的傳熱特性研究
        1.4.2 石墨烯的傳熱特性研究
        1.4.3 碳納米管、石墨烯與聚合物復(fù)合材料的傳熱特性研究
    1.5 模擬仿真在聚合物傳熱方面的研究
    1.6 存在問題及本文主要研究內(nèi)容
        1.6.1 目前存在的問題
        1.6.2 主要研究內(nèi)容
2 溫度、碳材料種類和組分對橡膠介電性能的影響
    2.1 實(shí)驗?zāi)z片的制備
        2.1.1 實(shí)驗原料的選擇和密煉配方
        2.1.2 儀器介紹
        2.1.3 樣品膠片密煉的成型過程
        2.1.4 設(shè)置不同配方的混煉橡膠編號
    2.2 樣品膠片介電性能參數(shù)的實(shí)驗測定
        2.2.1 測量設(shè)備
        2.2.2 校準(zhǔn)阻抗分析儀系統(tǒng)
        2.2.3 測試樣品制備與儀器的設(shè)定
    2.3 實(shí)驗結(jié)果
        2.3.1 炭黑_橡膠復(fù)合材料復(fù)介電常數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
        2.3.2 石墨烯_橡膠復(fù)合材料復(fù)介電常數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
        2.3.3 碳納米管_橡膠復(fù)合材料復(fù)介電常數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
    2.4 實(shí)驗結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
3 碳材料對天然橡膠導(dǎo)熱系數(shù)的影響
    3.1 導(dǎo)熱機(jī)理
    3.2 分子動力學(xué)模擬導(dǎo)熱系數(shù)
        3.2.1 分子動力學(xué)模擬的實(shí)際步驟
        3.2.2 模型建立
        3.2.3 模型構(gòu)建與處理
        3.2.4 Lampps模擬結(jié)果
    3.3 探針法測導(dǎo)熱系數(shù)
        3.3.1 測試原理
        3.3.2 測量裝置與方法
        3.3.3 測試結(jié)果
    3.4 研究界面熱阻和各向異性對導(dǎo)熱系數(shù)的影響
        3.4.1 界面熱阻對導(dǎo)熱系數(shù)的影響
        3.4.2 各向異性對導(dǎo)熱系數(shù)的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 碳材料對橡膠微波加熱溫度場的影響
    4.1 復(fù)合材料溫度場分析
        4.1.1 填充物對溫度場的影響
        4.1.2 橡膠層數(shù)對溫度場的影響
    4.2 復(fù)介電參數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)對溫度分布的影響
        4.2.1 復(fù)介電參數(shù)實(shí)部對溫度分布的影響
        4.2.2 復(fù)介電參數(shù)虛部對溫度分布的影響
        4.2.3 導(dǎo)熱系數(shù)對溫度分布的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 接觸熱阻對溫度場的影響
    5.1 接觸熱阻測量方法
    5.2 填料對接觸熱阻的影響
    5.3 實(shí)驗設(shè)置
        5.3.1 實(shí)驗設(shè)定
        5.3.2 實(shí)驗平臺搭建
        5.3.3 結(jié)果分析
    5.4 接觸熱阻對溫度分布的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3853839