含非均匀界面相纤维增强复合材料热传导性能预测的递推公式

研究了含非均匀界面相纤维增强复合材料的宏观等效传热性能。将热导率沿径向连续变化的界面相离散为多个热导率均匀的同心圆柱层，采用广义自洽法和复变函数理论，推导了复合材料宏观等效热导率的解析递推公式，并由递推公式给出了均匀界面相和理想零厚度界面的封闭公式。理想零厚度界面复合材料的热导率与已有理论结果一致。理想零厚度界面和非均匀界面相模型的计算结果与实验数据比较表明，当纤维体积分数较小时，2种模型的预测结果与实验数据吻合均较好，当体积分数较大时，与实验数据相比，非均匀界面相模型的精度大大高于理想零厚度界面模型的精度。本文中给出的递推公式亦可用于计算多涂层纤维增强复合材料的热导率。  

添加CaF2—Y2O3的AlN陶瓷的显微结构及热导性质

本文探讨了影响添加ＣａＦ２－Ｙ２Ｏ３的ＡｌＮ陶瓷热导率的显微结构因素，利用ＸＲＤ、ＸＰＳ研究了伴随烧结过程的晶格畸变规律，确定了氧及杂质碳在ＡｌＮ晶格中的扩散行为，从而导致了晶胞的收缩和膨胀，ＴＥＭ和ＨＲＥＭ观察到类似转相区的面缺陷和不同于ＡｌＮ结构的微区，结果表明，除了晶粒内部的缺陷，第二相强烈地影响烧结体的热导率，挥发性第二相有助于提高热导率。  

流延法制备低温烧结的高热导率AlN基片

本文研究了流延法制备低温烧结的高热导率ＡｌＮ基片过程中影响流延浆料粘度的主要因素，结果表明，溶剂比例的增加会导致浆料粘度下降。增塑剂的减少则使粘度上升，本文还研究了添加剂对ＡｌＮ陶瓷烧结及热导性能的影响，实验表明Ｂ２Ｏ３能以过渡液相的形式促进烧结，而Ｄｙ２ｏ３在低温下人较好的去除ＡｌＮ晶格氧的能力，通过添加Ｄｙ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３等组成的混合助烧结剂。在１６５０℃下烧结４ｈ，获得了热导率高达１３０Ｗ／  

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料,多层石墨为导热填料,采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料,研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响.结果表明,多层石墨在硅树脂中分散性良好.多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大,填充质量分数为45％时,热导率达到2.26W· (m· K)-1,超过此值之后热导率开始下降.随着填料的增加,多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小.与纯硅树脂相比,多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高.相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、AlN/硅树脂的热导率高得多,这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链.  

粒子填充聚合物基复合材料导热性能的数值模拟

根据电镜照片中观察的微观结构信息，基于两套新设计的算法建立了代表体积元(RVE)模型，基于此模型研究了粒子填充聚合物基复合材料的导热性能与微观结构的关系。通过对电镜照片的处理得到两个参数即稀疏区比重和稀疏区半径，建立了与实际体系相符的具有非均匀粒子分布结构的 RVE模型。制备了氧化铝/高温硫化硅橡胶导热复合材料，并测试了不同填充量下体系的热导率，用以验证模型的有效性。采用有限元方法求解RVE模型得到的热导率预测值与实验值进行对比，结果表明：填料用量在宽范围内预测结果与实验值均吻合很好; 与均匀分布或随机分布相比，存在稀疏区和富集区的非均匀分布的体系具有更高的热导率，这种差异在高填充量下当颗粒间形成导热网链时更为显著；在相同填充量下，不同的粒子空间分布结构可使体系热导率差别很大，是影响体系热导率的关键因素。  

SiO2介孔薄膜材料的隔热理论

SiO2介孔薄膜具有优良的绝热性能,在热学、光学、微电子等领域有广阔的应用前景,其介孔结构对降低薄膜的热导率有着十分重要的作用,对介孔薄膜热导率的计算模型及测量方法的研究仍在不断探索中.对SiO2介孔膜的隔热机理进行了概述,从理论方面综述了对热导率研究的一些基本方法,并对薄膜热传导的尺寸效应作了说明.  

多元稀土氧化物掺杂二氧化锆基陶瓷材料的热物理性能

稀土氧化物(RE)掺杂氧化钇稳定二氧化锆(YSZ)是提高传统YSZ热障涂层隔热性能和高温稳定性的有效途径之一。在1500℃高温固相反应烧结24 h制得Gd2O3和Yb2O3多元稀土氧化物掺杂的YSZ(含3.5%Y2O3(摩尔分数))(GY-YSZ)陶瓷材料。采用XRD研究了GY-YSZ陶瓷材料的晶体结构和物相组成;采用激光脉冲法研究了Gd2O3和Yb2O3掺杂对GY-YSZ陶瓷材料的热物理性能的影响规律。研究发现,掺杂2.0%~3.0% Gd2O3和Yb2O3(摩尔分数)后GY-YSZ的热导率为0.90~1.15 W·(m·K)-1,比YSZ降低30%以上,显示了良好的隔热性能。稀土氧化物掺杂对YSZ陶瓷材料热物理性能的影响机制为:掺杂Gd2O3和Yb2O3导致YSZ中单斜相(M)、四方相(T)和立方相(C)含量发生变化,同时YSZ晶格发生畸变。  

导热型碳纤维增强聚合物基复合材料的研究进展

综述了导热型连续碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)的研究与应用现状和进展,阐述了CFRP的声子导热和光子导热机理,介绍了不同铺层角度和铺层比的CFRP面内和厚度方向热导率计算模型及测试方法,分析了环氧树脂、氰酸酯、双马来酰亚胺等3类树脂体系和聚丙烯腈基(PAN)碳纤维、中间相沥青基碳纤维、气相生长碳纤维、碳纳米管纤维等4类增强体以及工艺方法等因素对CFRP热导率的影响。  

Al₂O₃纤维增强SiO₂气凝胶复合材料的制备及其隔热机理

以正硅酸乙酯为先驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备SiO2溶胶,将其与Al2O3纤维复合,经超临界流体干燥技术制得SiO2气凝胶复合绝热材料。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、压力试验机、平板导热仪等测试手段对样品的微观形貌、抗压强度以及热导率等进行了研究。讨论了材料的绝热机理,并对进一步降低SiO2气凝胶热导率的途径进行了概述。结果表明:添加Al2O3纤维能够明显增强SiO2气凝胶的综合力学性能;经过1000℃热处理的复合材料仍保持SiO2气凝胶的纳米多孔结构,这赋予复合材料优异的绝热特性。当Al2O3纤维添加量为8%(质量分数)左右时,可使复合材料同时具有较低的热导率(λ=0.051W/(m.K),298K)和较高的抗压强度(σbc=1.977MPa)。  

Ag、La双掺杂对Ca₃Co₄O₉热电性能的影响

采用固相反应法,在常压空气中烧结制备出了(Ca1-x-yAgxLay)3Co4O9(x=0、0.1,y=0;x=0.1,y=0.02、0.04、0.06)系列块体样品;通过X射线衍射和扫描电镜对样品的物相组成和微观结构进行了表征;研究了Ag、La双掺杂对样品热电性能参数Seebeck系数、电阻率和热导率的影响。结果表明,双掺杂可以进一步提高材料热电性能,且掺杂浓度的选择对热电性能有较大的影响;在873K时,x=0.1,y=0.02样品的ZT值最大。