高分子材料导热性能影响因素研究进展

介绍了高分子材料导热性能影响因素研究进展，重点阐释了聚合物基体的结构特性（链结构、分子间相互作用、取向、结晶度等）、导热填料（种类、含量、形态、尺寸等）以及制备方法等对高分子材料导热性能的影响。     

Na2HPO4?12H2O相变储能复合材料制备及热物性

十二水磷酸氢二钠的过冷度、相分离以及热导率低等问题影响了其在低温蓄热场合的应用，因此需要对其进行相关的改性研究。本文通过成核剂和增稠剂的筛选实验及添加导热增强剂纳米氧化铁（α-Fe₂O₃），制备了质量分数为Na₂HPO₄·12H₂O+2% Na₄P₂O₇·10H₂O+1%黄原胶（GX）+0.2%α-Fe₂O₃复合相变储能材料，并对其进行了凝固放热测试、热物性测试及循环稳定性测试。结果表明：2%的Na₄P₂O₇·10H₂O抑制过冷效果最好，成核效果不随循环次数的增加而减小，过冷度维持在2℃左右；GX可以有效抑制Na₂HPO₄·12H₂O的相分离现象，且质量分数为0.75%～1.25%是较合适的剂量；α-Fe₂O₃可以有效地提高Na₂HPO₄·12H₂O的热导率，添加0.2%α-Fe₂O₃使热导率提高了90.8%；循环150次后，复合相变储能材料的相变潜热值为252J/g，相比于循环前衰减了7.4%，相变温度为35.4℃，过冷度为1.3℃，热导率为2.054W/(m·K)，相比纯材料提高了100.2%。改性后的复合相变储能材料相变温度适宜，潜热值大，热导率高，热性能稳定，可推广应用到热泵蓄热、温室生产和电子器件散热等领域。     

选区激光熔化成形W-Ni-Cu的成形工艺及热物理性能

为了研究W-Ni-Cu合金选区激光熔化技术(SLM)直接成形工艺及其热物理性能,设计了以激光功率、扫描速度、扫描线长度、搭接率为变量的工艺实验,研究各参数对致密度的影响,采用SEM、热分析仪、差式扫描量热仪、热-机械分析仪研究合金的微观组织、导热率与热膨胀系数。结果表明:选择合理的优化工艺参数,W-Ni-Cu(SLM)成形致密度最高达到94.5%;微观组织为难熔相W发生了桥接与团聚,基体相CuNi呈网络状包裹于W相周围;测试试样所加载热流平行于烧结成形方向时,导热系数与热膨胀系数分别是120.314 0W/(m·K)及7.16×10~(-6)/K,加载热流方向垂直于烧结成形方向时,导热系数与热膨胀系数分别是99.257 2W/(m·K)及7.02×10~(-6)/K。不同方向成形测试件导热系数和热膨胀系数的差异是由难熔相W在CuNi相中的分布以及孔隙数量决定的。采用选区激光熔化成形技术可以成形性能较好的W-Ni-Cu合金。     

轻质刚性隔热材料的制备及性能研究

以短切石英纤维和莫来石纤维为骨架,氮化硼粉和硅溶胶为粘结剂,采用水基料浆制备了具有鸟巢结构的刚性隔热材料,研究了纤维配比及氮化硼含量对刚性隔热材料密度、显微结构、热导率及压缩强度的影响.结果 表明,通过调整氮化硼含量,材料密度在0.21 ～0.34g/cm3变化,随氮化硼含量增加,三组隔热材料的密度和压缩强度逐渐提高,隔热性能有轻微降低,当氮化硼加入量为8wt％时,材料300℃和700℃的热导率分别为0.055 W· m-1·K-1和0.078 W-m-1·K-1,压缩强度可达2.73 MPa,相比较2wt％含量样品的压缩强度(1.44 MPa)提高了90％.     

玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的改性研究

通过选取无水乙醇为溶剂，以SiO₂气凝胶为溶质，制备SiO₂气凝胶改性溶液，并将其应用于改善玻璃棉的保温性能。通过浸润及常压干燥的方法制取玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板，研究SiO₂气凝胶的质量分数和浸润时间对其性能的影响，并与溶胶-凝胶法制备的玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板相比。研究表明SiO₂气凝胶的质量分数和浸润时间对玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的性能有显著影响。当SiO₂气凝胶质量分数达到8%且浸润时间为20 min时，玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水率、热导率分别下降了38.09%、18.32%，抗压强度上升了102.89%。与溶胶-凝胶法相比，本方法具有制备周期短、工艺较为简洁、成本低等优点，更适宜于大规模生产应用。     

液体介质处理对纳米隔热材料细观结构的影响

为研究液体介质处理对纳米隔热材料细观结构的影响，并掌握材料结构对毛细管力的承受性，将纳米隔热材料分别在无水乙醇和去离子水中进行了浸泡和常温常压干燥处理。采用热导率测试结合SEM、N₂吸附-脱附、光学显微镜等对材料处理前后的细观结构进行了表征，并以Kaganer双孔模型对气相热导率随环境气压的变化进行了描述。研究结果表明，材料固体骨架颗粒尺度和孔隙结构均不受无水乙醇处理的影响；去离子水处理后的材料固体骨架颗粒尺度虽未改变，但颗粒之间的接触面积有所增大，并且孔隙结构发生了两极分化，一部分变大，另一部分变小；处理前以及无水乙醇处理后，材料的孔隙结构均可以等效为70 nm和300 nm两种尺度的典型孔隙，占比分别约为81%和19%，而去离子水处理后的材料孔隙结构需要等效为30 nm和60 μm两种尺度的典型孔隙，占比分别约为58%和42%。     

温差发电模块在光伏模块上的应用研究

提出了一种太阳能利用新方案,即应用温差发电模块,利用光伏板原本散失掉的热能,实现温差发电模块和光伏模块的组合运行。应用数学模型,采用C语言编程,对温差发电模块的运行工况进行了模拟计算,讨论分析了各种温差情况下的运行参数,以及最优负载。     

热压烧结制备Cu/FeCoCr复合材料的显微组织及热物理性能

利用相图计算的CALPHAD方法和超音雾化制粉技术,在CuFeCoCr体系中设计并制备了一系列微米级复合粉体。通过热压烧结方法在烧结温度为950℃,烧结压力为45 MPa的工艺条件下成功获得块体复合材料。研究了块体复合材料中Cu含量对显微组织,热导率,热膨胀系数以及显微硬度的影响。结果表明:CuFeCoCr块体复合材料均由fcc富铜相和fcc富铁钴铬相组成。该系列复合材料经600℃时效处理8 h后,其热膨胀系数变化范围为5.83×10-6~10.61×10-6 K-1,热导率变化范围为42.17~107.53 W·m-1·K-1。其中Cu55(Fe0.37Cr0.09Co0.54)45复合材料表现出良好的综合性能,即其热膨胀系数和热导率分别为9.08×10-6K-1和91.09 W·m-1·K-1,与电子封装半导体材料的热膨胀系数相匹配。     

新型热冲压模具钢的组织与性能

采用SEM、TEM、LF457型激光导热仪,DSC404型差示扫描量热仪和UMT-3型高温摩擦磨损试验机对高强钢板热冲压用新型模具钢的组织和热稳定性能、热物理性能及高温耐磨性能进行研究。试验结果表明:该模具钢具有良好的抗回火软化性能、热稳定性、高热导率和高温耐磨性,能更好地适应高强钢板热冲压工况。新型模具钢的碳化物以Mo₂C和VC为主,使得该钢有更好的抗回火软化和热稳定性。新型钢具有高热导率,在室温下是H13钢的1.4倍。其低Si、Mn、Cr和高Mo的合金化特征是其高热导率的原因。该钢较H13钢有更好的高温耐磨性能,尤其是温度高于600 ℃后耐磨性要远远优于H13钢。新型模具钢良好的耐磨性能有益于减少模具修理频次,提高模具寿命。