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3秒自动关闭窗口不同二维纳米填料对复合相变材料导热系数的影响--《储能科学与技术》2014年03期
不同二维纳米填料对复合相变材料导热系数的影响
【摘要】：为了探究两种不同二维纳米填料对复合相变材料导热系数的影响,分别制备了以石墨烯纳米片和六方氮化硼纳米片为填料的石蜡基复合相变材料。采用瞬态平面热源法在20℃时测量了不同添加量下复合相变材料的导热系数。结果显示,石蜡基复合相变材料的导热系数随纳米填料添加量近似线性增长;六方氮化硼纳米片对复合相变材料导热系数的提升远低于石墨烯纳米片。此外,利用基于有效介质模型的预测公式与试验值进行了比较,计算发现形状、大小和导热系数相近的两种纳米材料,六方氮化硼纳米片的界面热阻却高出石墨烯纳米片两个数量级,是后者具有更显著强化效果的原因之一。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TB34【正文快照】：
可再生能源的开发和利用缓解了人类对化石燃料的依赖,储能环节可有效解决风能、太阳能等可再生能源存在的能量密度时空分配不均衡的问题[1]。热能是生产生活中最为普遍的能源形式之一,对热能进行存储是提高能源综合利用率的有效
手段。在不考虑化学反应的情况下,储热技术可以
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导热材料生产厂家改良导热灌封胶，提升导热性
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导热材料生产厂家改良导热灌封胶，提升导热性
& 普通硅橡胶的导热性能较差，热导率通常只有0.2W/m·K 左右；加入导热填料可提高硅橡胶的导热性能。常用的导热填料有金属粉末、金属氧化物、金属氮化物及非金属材料。同金属粉末相比，金属氧化物、金属氮化物的导热性虽然较差，但能保证硅橡胶具有良好的电绝缘性能。（）1）提高导热填料的导热性对填料进行表面处理可以提高填料与基胶的相容性，增加填充量，实现灌封胶导热性大幅度提高。如采用经硅烷偶联剂KH-550、A-151、六甲基二硅氮烷、二甲基二甲氧基硅烷表面处理的刚玉粉填充RTV 导热硅橡胶，材料的热导率可从1.16w/(m.K)提高2.10w/(m·K)，导热性能提高近一倍。2）将填料超细化和纤维化如果把无机填料的尺寸减小到纳米级，其本身的导热性会因粒子内部原子间距和结构的变化而发生质的变化。如常规氮化铝(AlN) 的热导率约为36 W/(m·K)，而纳米级AlN 却为320W/(m·K)。潘大海等人发现，当粒径为5～20μm 的氮化硅(SiN)的用量为150～250 份(基体为100 份)时，RTV 硅橡胶的热导率为0.9W/(m·K)，且物理性能及加工性能良好。相同种类及用量的球形、片状、纤维填料对硅橡胶导热率的影响不同，其中晶须对提高硅橡胶的热导率最有效；球形最差。J.Ma 等人发现将各种尺寸的碳纤维加到传统的A12O3中热导率提高大约6倍。根据Y．Agari 等人提出的模型，当填料聚集成的传导块与聚合物传导块在热流方向平行时，热导率最高。因此，制造高取向的填料可大大提高硅橡胶的热导率。美国AMOCO 公司生产的碳纤维K1100，其轴向热导率高达1100W/(m·K)，加上其负的热膨胀系数、高模量、低密度，使其特别适合于制成高导热及尺寸稳定或热膨胀系数匹配的复合材料。正在上传...3）将不同粒径分布的填料并用&填料的热导率与其颗粒的尺寸比密切相关。当一种粒径均一的粒子以某种形式堆积，再在其中的空隙中加入另一种粒径的颗粒时，可使填料颗粒之间紧密堆砌，形成导热通路。通过特殊的工艺使导热填料间形成隔离分布态时，即使用量很小也会赋予复合材料较高的导热性。谢择民等人采用不同粒径的αA12O3和SiC 填充硅橡胶，当填料的总用量为55 份时，硅橡胶具有较低的粘度，且硅橡胶硫化后胶料的热导率可达1.48W/(m·K)。4）改善加工工艺&决定灌封硅橡胶导热性的另一个主要因素是其加工工艺。复合材料成型过程中的温度、压力、填料及各种助剂的加料顺序也会对材料的导热性能产生明显的影响，如热硫化硅橡胶的热导率大多数高于RTV 硅橡胶。这一方面是由于RTV 硅橡要求具有较好的工艺操作性能，所以胶料的粘度不能太大，因此不能加入太多胶的导热填料；另一方面是因为RTV 硅橡胶的致密性比热硫化硅橡胶差，也影响了其导热性能。因此，通过对填料的种类、加入量及填料与其它助剂比例的优化可获得导热性高且综合性能优越的硅橡胶。
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