纳米工程流体研究进展

本文综述了纳米材料在工程流体中的研究进展.介绍了纳米工程流体的分散稳定性机理、分散剂的选择及影响因素;介绍了纳米工程流体的热传导与传质特性,包括纳米流体的导热系数、对流换热、沸腾换热、气液传质的相关机理与特性;介绍了纳米润滑油的摩擦学特性以及抗磨、极压性能机理等方面的实验和理论研究成果,旨在为纳米材料在制冷、换热、润滑、吸收等领域工程流体的发展提供指导,并提出了纳米工程流体发展中存在的问题及发展方向.     

高导热纳米流体的制备与应用研究进展

随着时代发展,传统纯液体传热工质的换热性能表现出明显乏力,新型高导热纳米流体逐渐引起了人们的关注。介绍了纳米技术及纳米流体的发展,重点分析纳米流体的制备方法与性能表征,尤其是稳定性和导热性能。通过纳米流体在几个行业应用的简单介绍,强调纳米流体在换热传热等领域的潜力,提出该研究领域目前存在问题及发展方向。     

纳米流体强化沸腾换热研究进展

纳米流体是一种新型换热工质,十分易于制备,且与传统换热工质相比具有更高的热导率,与微米/毫米颗粒悬浮液相比具有更高的稳定性,在流动状态下纳米流体的压降也与传统换热工质的压降基本相同,因此纳米流体被广泛应用于各种工程换热领域,对提高传统散热方式下的热流密度具有重要研究价值。主要介绍了纳米流体的应用领域、制备方法、热物性特点、纳米流体对沸腾换热系数和临界热流密度的影响因素(粒径、浓度、亲疏水性和加热表面性质等),最后对未来纳米流体强化沸腾换热的研究趋势进行了展望。     

石墨烯基复合润滑材料的研究进展

本文简单介绍了石墨烯的各种纳米摩擦机理,另外详细介绍了二维碳纳米材料-石墨烯作为纳米润滑薄膜、润滑添加剂和润滑填料减磨抗磨性能的研究进展,并对石墨烯用于润滑材料的潜力及未来的研究方向做了阐述,研究结果有利于进一步理解石墨烯的摩擦学性能及润滑机理。     

氧化石墨烯复合材料在包装领域应用的研究进展

目的整理分析目前国内外氧化石墨烯复合材料在包装材料领域的应用与进展,对未来的发展进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍氧化石墨烯的基本性能及制备,氧化石墨烯复合材料的制备,并重点整理分析氧化石墨烯复合材料在包装材料领域的应用与进展。结果氧化石墨烯具有独特的二维纳米片层结构、超大的比表面积和亲水极性界面,通过添加氧化石墨烯可明显改善复合材料的力学性能、阻隔性能、抗菌性能等。结论氧化石墨烯复合材料具有阻隔性高、力学性能好等优点,广泛应用于包装材料领域,并且在抗菌、防腐、阻燃等包装材料领域具有良好的发展前景。     

LiBr-CNT纳米流体物性及其喷淋换热性能研究

采用二步法制备溴化锂-碳纳米管(LiBr-CNT)纳米流体,并测试导热性、黏度等物性参数。设计组建了单管喷淋换热系统实验台,研究分析了喷淋密度、管间距以及CNT浓度等因素对纳米流体喷淋换热性能的影响。研究结果表明:管间距、喷淋密度、CNT浓度等因素对管外平均换热系数均有影响。在LiBr溶液中添加CNT纳米粒子,能显著地提高液体的导热、换热性能。该结果为纳米流体在喷淋换热领域的应用提供了重要的基础数据。     

Cu-水纳米流体对流换热特性研究

建立了测量纳米流体流动与对流换热性能的实验系统,探讨了不同pH值、分散剂浓度和纳米粒子质量分数对Cu-水纳米流体对流换热性能的影响。结果表明:pH值对Cu-水纳米流体对流换热系数的影响较小,这个现象启发了我们将纳米流体应用到未来工业中,可以不考虑pH值对纳米流体对流换热性能的影响。分散剂加入量是影响Cu-水纳米流体对流换热系数的重要因素,从分散稳定、导热系数和对流换热系数提高三个方面来考虑,在0.1%Cu-H2O纳米流体中,0.07%十二烷基苯磺酸钠被选为最优化浓度。另外,Cu-水纳米流体的对流换热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,但其对流换热系数的增加明显低于导热系数的增加。     

黑磷-氧化石墨烯复合油基润滑添加剂的摩擦学性能研究

钛合金广泛应用于航空航天、海事、军事等领域,但其较差的摩擦学特性限制了它在精密零部件中的应用。因此,研究适用于钛合金高精密成形加工过程中的润滑添加剂是实现钛合金高效加工的关键。采用相转移法制备了氧化石墨烯和黑磷纳米片复合油基润滑添加剂,通过扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪等对复合添加剂的形态、组成和物相结构进行了表征,利用UMT-5多功能摩擦磨损试验机评价了黑磷-氧化石墨烯纳米片作为液体石蜡基润滑添加剂在钛合金表面的摩擦学性能。实验结果表明,黑磷纳米片与氧化石墨烯的质量比为1∶4的复合润滑剂表现出最佳的综合摩擦学性能,综合测试分析证实,黑磷-氧化石墨烯复合润滑添加剂的优异摩擦学性能归因于吸附与摩擦化学反应的协同作用。该发现对开发用于钛合金制造和加工的新型润滑剂具有指导意义。     

纳米流体技术研究现状与应用前景

阐述了纳米流体的特点和类型,以及纳米流体的制备方法与悬浮稳定性研究概况;分析了纳米流体的导热机理、导热性能以及影响其导热系数的各种因素;介绍了纳米流体的对流换热和沸腾换热性能研究现状.最后对纳米流体在传热、制冷及余热回收等系统的应用前景进行了展望.     

纳米MoS2的制备及其在润滑油添加剂中的研究现状

纳米二硫化钼(MoS₂)是典型的类石墨烯二维材料,具有出色的电学、光学、热学和力学性能,是当前研究的热点之一。本综述详细介绍了二维碳纳米材料-二硫化钼的纳米摩擦学性能,以及作为润滑油添加剂的研究进展,总结了二硫化钼的各种纳米摩擦机理,阐述了通过机械剥离法、锂离子插层法、水热法等制备纳米二硫化钼的方法;总结了纳米MoS₂在润滑领域的应用,阐述了利用表面修饰以及制备复合材料的方法可提高二硫化钼在润滑油中的分散稳定性;并指出了纳米MoS₂作为高性能润滑材料仍需解决的问题及未来的研究趋势。     

Characterization of Thermal Radiative Properties of Nanofluids for Selective Absorption of Solar Radiation

Nanofluids are used in device cooling, heat pipes, and other applications. Researchers in thermal engineering have extensively investigated the thermal conductivity and enhanced heat transfer of nanofluids. This study investigates the thermal radiative properties of nanofluids and discusses the characteristics of the selective absorption of solar radiation of nanofluids. Several kinds of nanoparticles are prepared using the two-step method, and the effects of dispersants, mass fractions, and nanoparticle materials on the radiative properties of nanofluids within the wavelength range of 300 nm to 2500 nm are analyzed. Dispersants can reduce the transmittance of water by <5 % within the visible spectrum. ZnO- and AlN-water nanofluids selectively absorb solar radiation, whereas ZrC- and TiN-water nanofluids absorb most of the solar radiation applied to them. The findings of this study are beneficial to research on the application of nanofluids in solar energy utilization.     

纳米流体导热系数实验研究进展

导热系数是反映介质换热能力的主要参数,具有重要的理论和应用意义。详细介绍国内外纳米流体制备及其导热系数的研究进展情况,对比和总结国内外研究者的研究结果。表明:纳米流体能显著提高基液的导热系数,但不同的研究者对于纳米流体导热系数的研究得出的结果存在一定差异,有待于进一步的深入研究。     

纳米流体的研究进展及其关键问题

分析了纳米流体的制备、表征、传热特性、机理以及应用等方面的最新研究进展。指出开发纳米流体调控合成新技术、建立纳米流体微观结构及热特性测试标准、加强纳米流体换热与其微观结构关联性研究将是纳米流体下一步研究的重点。     

高温隔热用微纳陶瓷纤维研究进展

陶瓷纤维具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化和耐机械震动性能好等优点,是空天飞行器、核能发电和化工冶金等热防护领域所需的关键高温隔热材料.传统陶瓷纤维直径粗(?>5μm)、脆性大、热导率高,在实际隔热领域应用中受到了极大限制.减小纤维直径,制备微纳陶瓷纤维,不仅有利于提高纤维力学性能,还有望改善其高温隔热性能,近年来引起...     

Can the Temperature Dependence of the Heat Transfer Coefficient of the Wire–Nanofluid Interface Explain the “Anomalous” Thermal Conductivity of Nanofluids Measured by the Hot-Wire Method?

It is suggested that a possible explanation for the “anomalous” thermal conductivity of nanofluids measured by the hot-wire method is the positive temperature dependence of the heat transfer coefficient of the hot-wire–nanofluid interface, which results from the positive temperature dependence of the energy exchanged during the particles’ collisions with the wire. It is shown qualitatively that this effect can result in an overestimate of the nanofluid’s thermal conductivity. It is concluded that the interpretation of the experimental data for the thermal conductivity of nanofluids, obtained by the hot-wire method, requires independently determined data for the heat transfer coefficients and their temperature dependence of the hot-wire nanofluid and the particle–fluid interfaces.     

Non‐Newtonian Thermosensitive Nanofluid Based on Carbon Dots Functionalized with Ionic Liquids

Non‐Newtonian nanofluids present outstanding features in terms of energy transfer and conductivity with high application in numerous areas. In this work, non‐Newtonian nanofluids based on carbon dots (Cdots) functionalized with ionic liquids (ILs) are developed. The nanofluids are produced using a simple, single‐step method where the raw materials for the Cdots synthesis are glucose and waste biomass (chitin from crab shells). The use of ILs as both reaction media and functionalization molecules allows for the development of a new class of nanofluids, where the ILs on the Cdots surface represent the base‐fluid. Here, the well‐known benign IL 1‐butyl‐3‐methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl) and a novel home‐made IL (1‐tosylate‐3‐methyl‐imidazolium triflate) [Tmi][Trif] are used. The nanofluids obtained from both substrates show, apart from high conductivity and viscosity, light absorption, and good wettability, an appealing thermal sensitivity behavior. This thermal sensitivity is preserved even when applied as thin films on glass slides and can be boosted using the surface plasmon resonance effect. The results reported demonstrate that the new Cdots/IL‐based nanofluids constitute a versatile and cost‐effective route for achieving high‐performance thermosensitive non‐Newtonian sustainable nanofluids with tremendous potential for the energy coatings sector and heat transfer film systems.     

石墨烯及其复合材料导热系数测量的研究进展

石墨烯是当下材料学研究的热点和难点,其优越的导热性能,超越了绝大多数的材料,具有广泛的运用前景。近10年来,石墨烯产业的快速发展对其导热系数准确测量的需求越来越迫切。对石墨烯及其复合材料的定义、制备方法和在散热上的应用进行了综述;介绍了传统的导热系数测量方法,以及适用于石墨烯导热系数测量的激光闪光-拉曼光谱法和电热微桥法,对比了部分文献报道的石墨烯导热系数测量值;对熔融注塑法制备的还原氧化石墨烯和聚丙烯复合材料样品的导热系数和热扩散系数进行了测量,从热扩散系数测量结果发现其导热性能存在严重的各向异性;根据测量研究进展指出当前石墨烯及其复合材料导热系数测量存在的问题,并分析了导致这些问题的原因;最后,对石墨烯及其复合材料导热系数测量的研究进展进行总结和展望。     

多壁碳纳米管水基纳米流体的对流换热特性

实验研究了纳米粉体浓度、雷诺数Re和热流密度对多壁碳纳米管水基纳米流体(MWNTs/H2O)对流换热性能的影响。纳米粉体浓度分别为0.05 g/L、0.1 g/L、0.2 g/L和0.4 g/L,雷诺数Re为500~900,热流密度为10~20 k W/m2。结果表明:1)纳米流体对流换热系数随着纳米粉体浓度、Re、热流密度的增加而增加。如在Re为631且纳米粉体浓度为0.4 g/L时,纳米流体对流换热系数比基液增大了17.6%;2)纳米流体对流换热系数的提高率明显大于对应的导热系数提高率,当纳米粉体浓度为0.05g/L时,其对流换热系数和导热系数的提高率分别为7.4%和0.15%;3)在Eubank-Proctor方程的基础上,建立了适合于低Re条件下的混和对流换热的实验关联式。     

专利视角下基于石墨烯材料的显示技术研究进展

石墨烯是一种集高机械强度、电导率、热导率、透明性和抗渗性等诸多优点于一身的新型材料。自被发现以来,在医学、生物、新能源、微电子等多个领域被广泛关注,相关技术也成为各国专利布局的重要战场。从专利角度分析了石墨烯基材料在显示领域中的技术分布、重要申请人专利布局,详述了石墨烯及其衍生/复合材料在半导体显示领域中的具体应用。研究展示出石墨烯基材料的优秀性能与应用潜力,同时也为石墨烯在显示技术中的进一步研究与发展提供了参考与新思路。     

Why is graphene an extraordinary material? A review based on a decade of research

During this decade, graphene which is a thin layer of carbon material along at ease with synthesis and functionalization has become a hot topic of research owing to excellent mechanical strength, very good current density, high thermal conductivity, superior electrical conductivity, large surface area, and good electron mobility. The research on graphene has exponentially accelerated specially when Geim and Novoselov developed and analyzed graphene. On this basis, for industrial application, researchers are exploring different techniques to produce high-quality graphene. Therefore, reviewed in this article is a brief introduction to graphene and its derivatives along with some of the methods developed to synthesize graphene and its prospective applications in both research and industry. In this work, recent advances on applications of graphene in various fields such as sensors, energy storage, energy harvesting, high-speed optoelectronics, supercapacitors, touch-based flexible screens, and organic light emitting diode displays have been summarized.