碳纳米管填充复合材料体系的导热模型研究进展

综述了以聚合物为基体的碳纳米管填充复合材料导热模型，分析了复合材料热传导体系中碳纳米管(CNTs)填料的作用机制，归纳了均质模型、非均质模型和随机分散模型等，总结了导热模型常用的数值计算方法。这些模型丰富了导热理论，可以对复合材料导热系数进行初步预测，但在数值上都存在近似或者简化处理，对碳纳米管复合材料预测广谱性较差，若要提高预测准确性，需要更深入探究分子界面处的热阻。     

碳纳米管材料导热性能的实验研究

本文对碳纳米管与环氧树脂(Epoxy-EP)复合材料的导热性能进行了定量的研究,探索了CNTs/EP复合材料的制备方法,运用Hotdisk热常数分析仪研究了CNTs/EP复合材料的导热系数;利用CNTs/EP两相复合材料的导热理论模型得到了室温下单壁碳纳米管(Single-Wall Carbon Nanotubes-SWCNTs)的导热系数为3980 W/(m.K),双壁碳纳米管的导热系数(Double-Wall Carbon Nanotubes-DWCNTs)为3580 W/(m.K),以及多壁碳纳米管(Multi-Wall Carbon Nanotubes-MWCNTs)的导热系数为2860 W/(m.K)。     

导热绝缘聚合物复合材料研究

介绍了导热绝缘聚合物复合材料，包括复合型塑料、橡胶、胶粘剂和涂层的研究进展及其导热机理、导热模型的研究情况。讨论了影响导热绝缘聚合物复合材料导热性能的因素、提高导热系数的措施及该种复合材料的制备方法，最后阐述了导热绝缘聚合物复合材料的应用及发展方向。     

单向C／C复合材料导热系数的计算

针对实验室制备的单向C/C复合材料,利用平板导热模型对复合材料中炭纤维和基体炭的导热系数进行了计算,并对单向C/C复合材料的整体导热系数进行了模拟和预测.结果显示:平板导热的并、串联模型能对单向C/C复合材料沿纤维方向和垂直纤维方向的导热性能进行较为准确的模拟和预测.     

碳纳米管／Al2O3／硅橡胶导热复合材料结构和性能的研究

将碳纳米管混入Al2O3 /硅橡胶复合材料中,制得了导热硅橡胶复合材料并对其进行了研究。结果表明：随着碳纳米管用量的增加,材料导热性能逐渐增加;碳纳米管有助于填料网络结构的形成．达到了协同增加导热性能的效果;原预想碳纳米管在体系中伸展后能形成导热通路,可大幅提高导热效率．但由于开炼共混时未能保存住其高长径比的特点,增益效果不够显著。     

PP/AlN复合材料导热机理研究

以氮化铝(AlN)粉末、聚丙烯(PP)为原料,通过共混-模压法制备了PP/AlN导热复合材料,并对其导热性能进行检测。研究发现,该复合材料的导热系数与AlN添加量之间不是线性关系而是呈幂函数关系,与介电逾渗理论基本吻合。根据检测数据并参考介电逾渗理论,提出了导热逾渗模型,并利用该模型和其他导热预测模型对PP/AlN复合材料的导热系数进行了计算。结果表明:复合材料的导热系数随AlN质量分数的增加呈幂函数增加趋势;实际检测结果与导热逾渗模型的预测结果基本相符,使该理论得到了验证。     

聚合物基导热复合材料的研究进展

阐述了聚合物基导热复合材料的导热机制。综述了国内外导热胶粘剂、导热橡胶和导热塑料等研究进展。介绍了提高复合材料导热性能的途径,并在此基础上,展望了聚合物基导热复合材料的应用前景和未来的发展方向。     

高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究

利用液相浸渍/排布-铺层-热压制备工艺制备了高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了沥青基碳纤维种类、碳纤维排布方向、温度变化对碳纤维/环氧复合材料导热性能的影响。结果表明,制备的山西煤化所沥青基碳纤维/环氧复合材料的导热系数达到了322 W/(m·K),远高于常规碳纤维复合材料的导热系数。另外,碳纤维复合材料纤维轴向的导热系数远远高于垂直于纤维轴向的导热系数。温度对碳纤维复合材料也有一定的影响。研究结果将为碳纤维复合材料的制备和应用提供借鉴。     

复合材料导热性能的研究综述

简述了聚合物基复合材料的导热性能以及导热填料工作反应机制,综述了一些直接影响复合材料导热性能的主要因素以及填料改性处理的方法。同时也展望了一些关于导热复合材料未来的相关技术应用研究的发展和方向。     

氮化铝填充导热复合材料导热性能的有限元分析

采用有限元方法分析了氮化铝(Al N)填料粒径、含量以及树脂种类等因素对复合材料导热性能的影响。模拟结果显示:填料体积分数小于20%时,导热系数的模拟结果和试验结果接近,在高填充时,导热系数模拟结果低于试验结果,但是变化趋势和试验结果一致;低填充量时填料粒径对导热系数影响不大,高填充时,大粒径填料可以增强复合材料导热系数;树脂本身的导热性能越高,复合材料的导热性能越好。     

某高导热纤维及其复合材料性能研究

研究了某高导热纤维/环氧树脂单向层复合材料的导热系数和力学性能,发现某高导热纤维/环氧树脂单向层复合材料导热性能提高的同时其个别复合材料性能降低;分析认为某高导热纤维与环氧树脂的界面性能是影响复合材料力学性能的重要因素,同时研究了某高导热纤维的表面微观形貌和表面化学特性、结晶度及某高导热纤维/环氧树脂浸胶丝束的力学性能...     

预测聚合物基复合材料导热系数方法综述

由聚合物与高导热填料共混制得的导热聚合物基复合材料,被应用于防腐和节能要求较高的换热场合,符合换热设备新材料的要求;而聚合物基复合材料的等效导热系数预测比较复杂。总结了预测聚合物基复合材料等效导热系数的多种方法,包括最小热阻力法、热阻网络法、傅里叶定律法、均匀化方法和逾渗理论方法,归纳了这些模型和方法的特点,对应用这些模型和方法提出了建议。     

高填充改性复合材料导热预测模型的建立及应用

在对高填充改性复合材料导热过程进行研究的基础上，建立了基于串并联/并串联模型并考虑了界面热阻作用的高填充改性复合材料导热预测模型。借助于双转子连续混炼机制备两种氧化铝粒径不同填充量的聚丙烯/氧化铝（PP/Al₂O₃）复合材料，运用激光导热仪对其导热性能进行了表征，并与模型预测结果进行了对比。结果表明，所建立的模型对高填充复合材料的导热性能的预测具有较高的准确性；当氧化铝填充量较低时，模型中的界面热阻因子最高；随着氧化铝填充量增加，界面热阻因子显著降低；当氧化铝填充量继续增加时，界面热阻因子逐渐降低并趋于稳定；高填充量下相同制备工艺下同种填充改性复合材料的界面热阻近似相同。     

碳纤维/膨胀石墨协同复合对天然橡胶导热性能的影响

以片层状膨胀石墨和纤维状碳纤维为导热填料、天然橡胶(NR)为基体,制备了导热填料/NR复合材料,并对其导热性能进行了探讨。研究结果表明:随着膨胀石墨或碳纤维掺量的不断增加,相应复合材料的导热系数增大,但由于碳纤维在NR基体内部没有实现定向排布,故碳纤维/NR复合材料的导热系数增幅不大;碳纤维/膨胀石墨的协同复合,使得相应复合材料的导热系数[0.413 7 W/(m·K)]比纯NR提高了96.6%;碳纤维与NR基体的界面结合力较弱,故对碳纤维表面进行改性,可有效增强碳纤维/NR基体的界面结合力,从而能进一步改善相应复合材料的导热性能。     

石墨烯填充高导热塑料研究进展

阐述了石墨烯和石墨烯填充高导热塑料的制备方法及导热性能,并对几种石墨烯/聚合物复合材料的制备方法进行了对比。分析了影响石墨烯填充高导热塑料导热性能的因素,并对石墨烯及其填充高导热复合材料的研究方向及发展前景进行了展望。     

环氧树脂/碳纤维/BN导热复合材料制备及研究

采用高温模压成型法制备环氧树脂/碳纤/BN导热复合材料.探讨了BN用量对复合材料导热性能和力学性能的影响.结果表明,当BN用量为6%(wt)时,复合材料的弯曲强度和剪切强度较佳,BN用量对复合材料的冲击强度影响不大;导热性能随BN用量的增加而增加,当BN用量为20%(wt)时,导热系数为0.8438W/m·K.     

碳系填料构筑具有隔离结构导热复合材料进展

导热途径不均匀导致导热效率较低是制备高导热聚合物复合材料的重点难题,制备具有优良导热性能的复合材料仍面临巨大的挑战。制备具有三维导热网络结构的复合材料,有效地提高了热导率,是目前导热复合材料研究的热点。隔离结构的导热复合材料具有独特的导热网络结构,为声子提供了有效的传播途径,并且能降低填料-基体、填料-填料间的界面热阻,在低负载下能获得高热导率。综述了近年来碳系填料构筑隔离结构的导热复合材料的研究进展,分析了具有隔离结构复合材料的导热机理及制备方法,对各类方法制备复合材料的性能、特点缺陷进行概括对比,并且对能提升热导率的方法进行简要分析。     

聚合物/碳基导热复合材料研究进展

碳家族主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管、富勒烯、石墨烯以及无定形碳等。其中石墨、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯具有良好的导热性能,最近被广泛研究的石墨烯是1种很有前景的导热填料。综述近年来国内外以碳材料为填料的导热复合材料研究进展,阐述了碳材料及其纳米导热复合材料导热性的影响因素,最后对碳材料的发展方向进行了展望。     

高导热聚合物基纳米复合材料的研究进展

综述了以纳米粉体、纳米纤维和碳纳米管(CNT)等为填料的高导热型聚合物基纳米复合材料的研究进展,并介绍了其导热机制和导热理论模型。最后,提出了高导热型聚合物基纳米复合材料中存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

碳纳米管/聚乙烯导热系数分子动力学模拟

采用平衡分子动力学模拟方法研究了碳纳米管(CNT)/聚乙烯(PE)复合材料的导热系数。结果表明,使用长度为0.738nm的单壁CNT填充,CNT/PE复合材料的导热系数可达7.2 W/(m·K),增加CNT的填充量,复合材料的导热系数值随之增大;由于官能团改性造成的CNT缺陷阻碍了CNT自身热传导过程中声子的传播,官能团改性CNT填充虽然也能很大程度地提高了复合材料的导热系数,但其效果却不及CNT,模拟结果表明,CNT可成为提高PE导热性能的优良添加剂。