非晶炭包裹铜纳米粒子在导热流体中的应用

采用氩电弧等离子体法制备不同粒径的炭包铜纳米粒子,研究其抗氧化性能、在水介质中的分散性能和导热性能.结果表明:炭层的保护作用赋予铜晶体更高的抗氧化性能;非晶炭层的特殊结构可通过双氧水化学处理使其表面产生羧基和羟基,提高其在水介质中的分散性能;炭包铜粒径越小,纳米流体导热性能越好.     

H_2O_2处理碳包覆铁纳米颗粒的表面特性及分散行为

采用体积分数30%的H2O2处理碳包覆铁纳米粒子外层的非晶态类石墨碳层,并将其超声分散于水介质中,通过改变pH值分析测定碳包覆铁纳米粒子表面zeta电位和粒径。结果表明:碳包覆铁纳米粒子非晶碳层的特殊结构可通过双氧水化学处理使其表面产生羧基和羟基;在强碱性介质下,羟基和羧基可强化颗粒间的静电斥力,提高碳包覆铁纳米粒子在水介质中的分散性能。当pH值约为11.5时,碳包覆铁纳米粒子表面zeta电位为48 mV,水合粒子粒径可达到110 nm。     

用于太阳能集热介质的纳米铜制备技术与铜纳米流体性能综述

纳米流体技术的不断发展为直接吸收式太阳能集热介质的研究提供了强有力的支持。铜价格低廉、储量丰富且导热性能良好,将纳米尺度的铜粒子稳定分散于传统集热介质中制得的纳米流体悬浮液对可见光波段表现出强吸收性能。本文首先对纳米流体中常见的球形、立方体、棒状和线状铜纳米粒子添加物的水热还原制备方法进行了综述,重点讨论了表面活性剂在产物形貌控制中的作用及其对纳米粒子在基液中分散稳定性的影响。进而分别对铜纳米流体的导热系数、粘度、比热及光能辐射特性的研究现状进行了归纳总结,给出了铜纳米流体在直接吸收式太阳能集热系统中的应用现状。最后,提出了铜纳米流体应用于太阳集热器循环工质尚需解决的问题及进一步的研究方向。     

基于纳米粒子/相变石蜡乳状液的研究

介绍了纳米流体的制备方法,探讨了纳米流体强化传热的机理.结合本实验室的研究方向,首次提出了在相变储热石蜡乳状液中添加纳米粒子强化石蜡乳状液传热性能的方法,并制备了纳米铝/石蜡乳状液.分析了该悬浮液的性能,实验结果表明,将0.1%(质量分数)的纳米铝粉分散于石蜡乳状液中,悬浮液的导热系数提高了29.4%,大大提高了石蜡乳状液的传热速率.与水作为储热、传热介质相比,该新型相变纳米流体具有储热密度大、换热能力强的优点.最后,指出了该新型相变纳米流体研究存在的问题并展望了其应用前景.     

矩形微流道内Cu/Al核壳结构纳米流体的导热性能

采用还原法制备Cu/Al纳米复合粉,以水-乙二醇为基液,制备不同质量分数的Cu/Al复合纳米流体。利用XRD、SEM、TEM对复合材料的相结构和微观形貌进行了表征,采用紫外-可见分光光度计和热物性分析仪测试了其稳定性,将其应用于矩形流道微通道散热器内,通过实验研究了不同质量分数纳米流体的导热性能。结果表明,采用原位置换还原法制备的Cu/Al纳米复合粉体具有核壳结构,在添加十六烷基三甲基溴化铵分散剂条件下,质量百分数为0.1%, 0.3%, 0.5%复合Cu/Al纳米流体均具有良好的分散稳定性;随着Cu/Al质量分数的提高,纳米流体的导热系数增大;相对于基液,当纳米粒子浓度为0.5%时,Cu/Al纳米流体导热系数在矩形微道内最大提高39.6%,传热性能显著增强。     

碳包铜纳米颗粒的制备及其性能研究

采用碳弧法制备出碳包铜纳米粒子,并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和DSC对产物的形貌、尺寸、物相结构组成以及抗氧化性能进行了表征分析,同时对碳包铜纳米粒子的导电性能进行了测量.测试结果表明碳包铜纳米粒子为核壳型结构,内部为金属铜核,外部为碳层.在铜核的周围碳以类石墨状形式存在,离铜核较远处碳以非晶态...     

碳包铜纳米颗粒在乙二醇水溶液中的分散性研究

以阿拉伯树胶为分散剂,以乙二醇水溶液为分散介质,采用球磨分散法制备了用于直接吸收太阳辐射能的碳包铜纳米悬浮液.通过分光光度法和沉降法研究了分散剂含量、球磨时间及球磨转速等因素对碳包铜纳米悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了初步探讨.结果表明:阿拉伯树胶能有效地分散碳包铜纳米颗粒,得到均匀、稳定的碳包铜纳米悬浮液.当阿拉伯树胶的质量分数为0.1%、球磨时间为2h、球磨转速为250r/min时,分散效果最佳.阿拉伯树胶对碳包铜纳米颗粒的稳定分散作用主要是通过空间位阻机制来实现的.     

铜纳米粒子强化正十八烷相变传热性能的实验研究

针对纯石蜡(正十八烷)作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用两步法制备了铜纳米粒子质量分数分别为0%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%的铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料,并对其热物性进行了实验研究。采用瞬态热针法测量复合相变材料的导热系数。实验结果表明,铜纳米粒子可有效提高正十八烷的导热系数。利用DSC对铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料进行热分析,结果表明,体系中添加铜纳米粒子后正十八烷的相变温度变化很小,而体系的相变潜热随铜纳米粒子质量分数的增加而逐渐减小,但减小幅度不大,因此铜纳米粒子的加入对正十八烷的蓄热能力影响较小。另外,对铜纳米粒子质量分数为1%的铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料的热稳定性进行研究,结果表明其具有良好的热稳定性。     

基于粒子吸附层的纳米流体有效导热系数模型

基于纳米粒子表面吸附层的分析,构建包含纳米粒子、分散剂层、类固相层和分散基液的导热单元,利用最小热阻法建立纳米流体的有效导热系数模型,推导出其表达式,并分别讨论纳米粒子粒径、分散剂层和类固相层对纳米流体的有效导热系数的影响。结果表明,考虑类固相层的影响得到的纳米流体的有效导热系数比不考虑其影响得到的数值大;添加分散剂后,纳米流体的有效导热系数随着分散剂导热系数的增大而增大,当纳米粒子较小时分散剂在纳米粒子表面的吸附层对纳米流体导热系数的影响更大。     

二元混合表面活性剂对纳米流体热物性影响

采用两步法制备了添加二元混合表面活性剂的氧化锌纳米流体，纳米颗粒的体积浓度为0.398%～2.292%。XRD、TEM对氧化锌纳米粒子进行表征，吸光度法和沉降法分析了纳米流体稳定性，之后研究15～55℃时，制备流体的导热与黏度，并与添加单一表面活性剂的纳米流体进行对比。实验结果显示，添加SDS/CTAB纳米流体稳定性更优。纳米流体导热系数随温度及纳米粒子体积浓度的增加而增大，55℃,2.292%的纳米流体热导率增强最大，提高了38%,且热导率增强作用明显优于单一表面活性剂的添加。纳米流体黏度随温度及纳米粒子体积浓度的增加而逐渐降低，在55℃,2.292%时拥有最小黏度0.645 mPa·s。与单一表面活性剂相比，SDS/CTAB的添加能有效降低纳米流体黏度，对减小纳米流体黏度有积极作用。