本文關(guān)鍵詞：氮化硼納米管熱物性的實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 懸空微器件 氮化硼納米管 導(dǎo)熱系數(shù) 熱整流 彈性恢復(fù)力 接觸熱阻

【摘要】：近二十年里,微納米尺度下熱傳遞已成為傳熱學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),有關(guān)微納米尺度熱傳遞的實(shí)驗(yàn)和理論研究推動(dòng)了工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。因此對(duì)微納米尺度熱傳遞的深入研究和理解是十分重要的。本文首先使用基于差分電橋的懸空微器件法測(cè)量了直筒狀氮化硼納米管導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度和直徑的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,納米管導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大,隨直徑的增大而減小。此外,通過ANSYS Workbench軟件對(duì)納米管傳熱進(jìn)行仿真,結(jié)果證明納米管的全部層均用來傳遞熱量,否定了納米管的導(dǎo)熱系數(shù)隨直徑的變化是由納米管最外幾層決定的這一猜想。其次,建立了基于懸空微器件法測(cè)量?jī)筛技{米管接觸熱阻實(shí)驗(yàn)中的彈性恢復(fù)力和范德華作用力的理論表達(dá)式,分析了彈性彎曲對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的影響。結(jié)果表明,在兩根碳納米管之間的夾角為126.8°時(shí),彈性恢復(fù)力與最大范德華作用力的比值最大,夾角小于或大于126.8°附近時(shí),比值陡然減小。當(dāng)兩根碳納米管之間的范德華力為最大吸引力時(shí),接觸熱阻變化百分比達(dá)到最大,其最大值是18%。最后,使用懸空微器件法測(cè)量了竹節(jié)狀氮化硼納米管軸向方向上兩個(gè)方向的導(dǎo)熱系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩個(gè)方向上導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化曲線幾乎重合,說明竹節(jié)狀氮化硼納米管不存在熱整流。運(yùn)用類熱平衡非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的傳熱理論模型驗(yàn)證了在交換非對(duì)稱結(jié)構(gòu)兩端的溫度后兩個(gè)方向上熱流的數(shù)值沒有發(fā)生變化。
【關(guān)鍵詞】：懸空微器件 氮化硼納米管 導(dǎo)熱系數(shù) 熱整流 彈性恢復(fù)力 接觸熱阻
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ128;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 微納米尺度熱傳遞的三個(gè)研究熱點(diǎn)9-14
• 1.1.1 高導(dǎo)熱系數(shù)的納米材料10-11
• 1.1.2 接觸熱阻11
• 1.1.3 熱整流11-14
• 1.2 一維納米材料熱物性測(cè)量實(shí)驗(yàn)方法概述14-17
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法——懸空微器件法19-27
• 2.1 懸空微器件的制造19-20
• 2.2 樣品的準(zhǔn)備20-21
• 2.3 測(cè)量裝置21-23
• 2.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度23-24
• 2.5 實(shí)驗(yàn)不確定性分析24-26
• 2.5.1 蒙特卡羅方法的一般方法24-25
• 2.5.2 不確定度分析25-26
• 2.5.3 總不確定度分析26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第三章 直筒狀氮化硼納米管熱物性研究27-39
• 3.1 六方氮化硼納米管的基本性質(zhì)介紹27-28
• 3.2 直筒狀氮化硼納米管導(dǎo)熱系數(shù)的研究現(xiàn)狀28-32
• 3.2.1 硼原子同位素對(duì)氮化硼納米管導(dǎo)熱系數(shù)的影響28-29
• 3.2.2 硼-碳-氮納米墊和氮化硼納米墊的導(dǎo)熱系數(shù)29-30
• 3.2.3 氮化硼納米材料的導(dǎo)熱系數(shù)30
• 3.2.4 氮化硼納米管的導(dǎo)熱系數(shù)與長(zhǎng)度的變化關(guān)系30-32
• 3.3 直筒狀氮化硼納米管導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試32-35
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)介紹32-33
• 3.3.2 測(cè)試結(jié)果33-35
• 3.4 ANSYS軟件仿真直筒狀氮化硼納米管的熱傳遞模型35-38
• 3.4.1 幾何模型建立35-36
• 3.4.2 參數(shù)設(shè)置和仿真結(jié)果36-37
• 3.4.3 數(shù)據(jù)的提取和分析37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 彈性彎曲對(duì)碳納米管交叉接觸熱阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)的影響39-45
• 4.1 彈性彎曲力和范德華力的分析39-40
• 4.2 范德華作用力40-41
• 4.3 彈性恢復(fù)力41-42
• 4.4 理論分析42-44
• 4.4.1 彈性恢復(fù)力與范德華作用的比率42-43
• 4.4.2 彈性彎曲對(duì)接觸熱阻的影響43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 竹節(jié)狀氮化硼納米管熱整流研究45-51
• 5.1 熱整流原理45
• 5.2 竹節(jié)狀氮化硼納米管導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)45-47
• 5.2.1 竹節(jié)狀氮化硼納米管結(jié)構(gòu)介紹45-46
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)過程46
• 5.2.3 測(cè)試結(jié)果46-47
• 5.3 理論模型分析47-49
• 5.4 本章小結(jié)49-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 總結(jié)51-52
• 6.2 展望52-53
• 致謝53-55
• 碩士期間學(xué)術(shù)成果55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王照亮;唐大偉;鄭興華;布文峰;張偉剛;;3ω法測(cè)量單根碳纖維導(dǎo)熱系數(shù)和熱容[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2007年03期

2 武海順,賈建峰;氮化硼納米管的研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2004年01期

3 過增元;國(guó)際傳熱研究前沿──微細(xì)尺度傳熱[J];力學(xué)進(jìn)展;2000年01期

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本文編號(hào)：637243