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。     

纳米隔热材料的孔隙结构特征与气体热传输特性

为研究纳米隔热材料孔隙结构内部的气体热传输特性, 采用溶胶-凝胶工艺结合超临界干燥技术, 制备了一系列具有不同孔隙结构特征的样品, 通过热导率、氮气吸-脱附和真密度测试, 全面、准确获取了其孔隙结构信息, 并专门、系统研究了孔隙结构特征与气体热传输特性之间的关系.研究结果表明: 与气相贡献热导率相对应, 材料具有双尺度孔隙结构特征, 并且当大孔隙尺度不及小孔隙的10倍时, 可进一步等效为单尺度孔隙.考虑气固耦合传热的本征气相贡献热导率随孔隙尺度的增大而升高, 与气相热导率变化类似且成一定的比例关系, 孔隙尺度小于200 nm和大于500 nm时的比例系数分别为2.0和1.5, 200~500 nm时则为2.0~1.5.当大、小孔隙尺度的比值不超过10时, 或者这一比值为100~1000且大孔隙含量低于10%时, 气相贡献热导率随环境气压的降低依次呈现快速下降、缓慢下降和无变化三个阶段; 当这一比值超过3000时, 即使大孔隙含量很低(不超过10%), 气相贡献热导率也会依次呈现快速下降、缓慢下降、快速下降和无变化四个阶段.      

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。     

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。     

耐事故UO2基复合燃料芯块的研发进展

对先进耐事故燃料（ATF）芯块的研发背景进行了概述，重点讨论了耐事故UO₂基复合燃料芯块的国内外研究现状，认为UN、U₃Si₂和ThO₂等燃料相是耐事故UO₂基复合燃料芯块中最具发展潜力的掺杂相，然而其最佳添加量及分布状态尚需结合多尺度数值模拟和实验研究的方法开展深入探索。      

填料对聚丙烯导热复合材料导电和流变性能的影响

分别制备了炭黑、碳纳米管、炭黑/碳纳米管简单共混以及炭黑碳纳米管化学键合聚丙烯复合材料,研究了不同体系的导热、导电和流变性能。研究发现,使用炭黑/碳纳米管简单共混或化学键合掺杂的复合材料热导率分别达到0.60W/mk和0.63 W/mk,而使用炭黑或碳纳米管杂化的组分热导率仅仅为0.36 W/mk和0.45 W/mk。掺杂碳纳米管或炭黑/碳纳米管简单共混填料的复合材料体积电阻下降了6个数量级,而掺杂炭黑或炭黑/碳纳米管化学键合填料的复合材料均有较好的绝缘性。掺杂杂化组分后,复合材料均出现了剪切变稀现象,在储能模量与频率曲线上低频区出现"第二平台",但掺杂炭黑/碳纳米管化学键合样品的第二平台极微弱。微观结构发现填料在基体中分散良好,填料间形成了很好的架桥。研究结果表明,简单使用炭黑、碳纳米管掺杂对复合材料的热导率改善不佳,使用炭黑/碳纳米管简单混合虽能大幅提高热导率,但影响复合材料的绝缘性能,而将炭黑/碳纳米管化学键合后可满足制备导热绝缘复合材料的要求。     

翅片重力热管传热性能实验研究

热管是一种利用工质相变传热，具有传热温差小、热响应速度快、换热量大等优点的传热元件。为研究翅片重力热管的传热性能，实验测试了翅片重力热管与平板重力热管（铝-丙酮工质）的传热性能，比较了其瞬态热响应速率，获得了翅片与平板重力热管在蒸发段不同电功率稳定加热条件下表面温度沿高度方向的变化规律，计算了平板热管的等效热导率，并与铝板测量结果进行了对比。结果表明：重力热管传热速度快、表面均温效果好，热导率随功率的增大先升高后降低，整体上热导率高达纯铝的84~258倍，翅片热管相比于平板热管具有更好的均温性和散热效果，在建筑供暖、车载电池散热、余热利用等领域具有广泛的应用前景。     

铝合金拐臂盒件铸造工艺优化

铝合金拐臂盒铸件轴孔处容易产生缩松缺陷,对此进行了原因分析和工艺改进。依据铸造凝固理论结合实际生产经验,采用不同热导率的金属材料的冷铁及增加工艺补贴等方法,对铸造工艺进行优化。优化后经过X光无损检测及机加工验证,成功解决了轴孔处缩松的铸造缺陷。     

氮化铝基导热复合材料的制备及性能

以AlN角形粉和AlN球形粉为填料,以PDMS为有机基体,制备不同固含量的导热复合材料,研究了AlN形态、AlN填充分数及粉体表面改性等对导热复合材料粘度及热导率的影响。研究结果表明,与角形AlN粉体相比,球形AlN粉体可显著降低复合材料的粘度,因而有利于获得更高的填充分数和更大的复合热导率。利用KH570对AlN粉体进行表面改性,有利于降低界面热阻,提高复合热导率,改性浓度(质量分数)为2.0%时,复合材料热导率可提高22.5%。