碳纳米管与石墨烯协同提高导热硅脂热性能

以甲基硅油为基础油,碳纳米管、石墨烯或碳纳米管/石墨烯混杂物为导热填料,制备复合导热硅脂.研究结果表明:以碳纳米管为单一导热填料,碳纳米管管径越小,管长越长,越有利于导热硅脂的导热性能提升。当总填充量在6%、碳纳米管和石墨烯配比为2:1时,导热硅脂的热导率提高19%。碳纳米管对石墨烯纳米片起到了分隔和桥连的作用,提高了石墨烯纳米片的分散性,有利于三维热传导网络的形成,进而提高导热硅脂的热传导性能。     

硅胶除湿转轮性能优化实验研究

为了提高除湿转轮的除湿性能,降低吸附热对除湿性能的影响,将导热硅脂作为传热基质负载在不同扇形区域的硅胶转轮转芯基体表面,搭建硅胶除湿转轮性能优化实验台,研究了除湿转轮动态除湿性能.实验结果表明:硅胶除湿转轮的除湿性能随导热硅脂负载区域的增大先增大后减小,导热硅脂负载区域为2/8时,具有最佳的除湿性能,除湿量达到了0.3...     

碳纳米流体强化传热研究

在去离子水中分别添加了单壁、多壁碳纳米管材料,通过配比一定质量的亲水性分散剂,经超声波振荡试制了水基碳纳米流体。测试分析了不同碳纳米管材料质量分数下的纳米流体热导率和动力粘度等重要热物性参数。测试结果表明:碳纳米管粒子能够强化基液工质导热性能,随着其质量分数的增加,水基单壁、多壁碳纳米流体热导率均明显提高;单壁碳纳米流体粘度显著增加,多壁碳纳米流体粘度无明显变化,多壁碳管更适用于纳米流体强化传热。     

单根单壁碳纳米管导热系数随长度变化尺度效应的实验和理论

考虑纳米碳管与基体之间的热损失,采用四焊盘-3ω法测量了室温下基体表面不同长度单根单壁碳纳米管(SWNT)的导热系数.SWNT的导热系数在测试长度范围(05—7μm)内随长度的增大而增大,增加的幅度逐渐减小.考虑二阶3-声子过程的影响,采用改进的WV模型预测了SWNT导热系数随长度的变化规律.理论预测的声子平均自由程～175nm.导热系数的测量结果与室温下不同长度SWNT的实验结果相吻合.理论预测结果与实验结果均说明SWNT导热系数随长度变化具有尺度效应. 关键词： ω法')" href="#">3ω法 单壁碳纳米管 导热系数 二阶3-声子过程     

液态金属填充型硅脂导热性能实验研究

目前,市售热界面材料一般由固体颗粒和硅油复合制备而成,其普遍存在导热性能差的问题。本文首次提出了一种以室温液态金属流体作为导热填充材料、硅油为基体的新型复合导热硅脂。在前期研究的基础之上,采用对照实验的方法研究了在四种不同的热流密度下,液态金属填充型导热硅脂的实际导热性能。实验结果表明,该新型导热硅脂可大幅降低热源与热沉之间的接触温差,有望实际应用于各类高功率密度电子设备之中。     

酸化碳纳米管棕榈酸复合相变储能材料的研究

本文对比了不同温度下强酸处理对碳纳米管(CNT)微结构的影响,并对处理后的CNT添加到熔融棕榈酸(PA)制得的复合物的热物性进行了研究,考察酸处理CNT对复合物热物性的影响。复合相变材料的相变温度和相变焓都较纯PA有所降低。对不同温度下各复合物的导热系数的研究表明在未发生相转变时随温度升高复合相变材料的导热系数变化不明显,而在相变温度附近相变材料的导热系数有突增现象。无相态转变温度区间,含酸处理碳纳米管的复合相变材料的导热系数较相同条件下纯PA有较大提高。     

钛碳化物改性碳纳米管的场发射性能

通过在碳纳米管(CNTs)表面沉积钛薄膜并经过高温真空退火处理,在CNTs表面形成了低功函数的钛碳化物.研究了钛碳化物改性CNTs的场发射性能,并利用X射线光电子能谱(XPS)对改性碳管进行了结构表征.实验结果表明,高温真空退火可使沉积在CNTs表面的钛原子与碳原子发生化学反应生成钛碳化物;经钛碳化物改性处理的CNTs的场发射性能明显改善,开启电场由改性前的121降低到104V/μm,当电场强度为234V/μm时,场发射电流密度由改性前的23增大到改性后的13.5mA/cm²,同时,CNTs的表面抗离子轰击能力增强,发射稳定性改善.对钛碳化物改性增强CNTs薄膜场发射性能的机理进行了分析. 关键词： 碳纳米管 钛碳化物 场发射 结构表征     

碳纳米管表面硅纳米颗粒的结构与热稳定性

利用分子动力学方法研究了碳纳米管表面硅颗粒的结构和热稳定性.发现随着温度的增加,碳纳米管表面硅颗粒结构发生了由笼状结构到帐篷状结构的变化.碳管表面的硅颗粒在熔点附近或更高的温度下,结构变得无序,并沿着碳纳米管轴向方向伸长.此外,通过对比分析碳纳米管表面硅颗粒与自由条件下硅颗粒Lindemann指数的变化,发现碳纳米管表面的硅纳米颗粒熔点要低于自由条件下硅纳米颗粒的熔点.     

空位缺陷对碳纳米管/石墨烯纳米带导热的影响

本文利用分子动力学方法研究空位缺陷对碳纳米管和石墨烯纳米带导热特性的影响,并分析声子态密度、声子模式参与率探究导热机理。研究表明:空位缺陷引起碳管和纳米带热导率降低,在200～600 K的温度范围内,碳管和纳米带热导率的下降幅度分别可达47.57%、38.84%.碳管和纳米带热导率的降低归因于声子态密度衰减且声子模式参与率较小.由于边界散射作用削弱了缺陷对纳米带热导率的影响,纳米带热导率的降低幅度低于碳管.     

石墨烯片协同氧化铝导热硅脂的制备及其导热性能研究

以石墨烯片和氧化铝(Al_2O_3)粉为导热填料填充到甲基硅油中制备了三种导热硅脂,采用3-ω法测定了所有样品的热导率,结果表明Al_2O_3复合石墨烯片硅脂的热导率达到1.32 W·m~(-1)·K~(-1),明显高于单纯添加石墨烯片和Al_2O_3的导热硅脂的热导率。将这三种导热硅脂装配到电脑中央处理器(CPU)系统中,测试样品的散热性能,发现Al_2O_3复合石墨烯片的导热硅脂具有更好的散热性。实验中选用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试了材料的形貌。     

基于表面改性的锂电池热质传递及热稳定性

电极材料表面结构改性对锂电池电化学性能、热质传递性能和热安全性的提高具有重要意义。本文通过对锂电池正极材料进行表面改性,实现电池内部热质传递性能及热稳定性的提高,并对电池电化学性能及热安全性进行改进。本文采用氟化物、氧化物和含锂复合物对富镍三元正极材料(NMC811)进行表面改性,并对其微观形貌及结构、电化学性能、导热系数、离子扩散系数和热稳定性进行分析。结果表明表面改性能够有效提高电池内部热质传递及热安全性能。     

单壁碳纳米管端口结构的热稳定性

利用紧束缚势分子动力学模拟方法,研究了温度在1000 K-3000 K之间单壁碳纳米管端口结构的变化趋势.计算表明,温度对整个管端口结构有重要影响,温度升高容易使理想单壁碳管端口封闭.温度在3000 K下碳管端口达到封闭,而且端口封闭导致碳管系统能量的降低.碳纳米管长度越长,端口封闭越快,且扶手型碳纳米管比锯齿型碳纳米管更容易形成端口封闭的结构.     

碳纳米管纤维的界面设计及热/电输运调控

近年来,为了发挥碳纳米管的真正效用,其研究方向以碳管纤维、薄膜、三维泡沫等宏观组装体为主。其中碳纳米管纤维不仅克服了单根碳管尺寸问题,更能体现碳管本身的优异性能。本文通过引入双马来酰亚胺聚合物在碳管纤维中构建交联网络结构,采用多种固化方式获得差异化碳管界面结构,实现碳管纤维热/电输运性能的调控。本文研究结果可为设计制备具有可调控能量输运特性的智能碳管纤维提供理论指导及实验评价手段。     

碳纳米管Y形分子结的热导率与热整流现象

基于碳纳米管Y形分子结的结构重构, 通过非平衡分子动力学方法和量子修正, 模拟分析了Y形分子结的热导率和热整流现象. 研究表明: 相对单根完整碳管, Y形分子结在不同温度下导致热导率大约12%–85%的下降; Y结主干向分支方向的导热能力强于分支向主干方向的导热能力; Y结降低热导率的作用随着温度的升高逐渐减小; Y结的热整流效果随着温度的上升先减弱后增强. 关键词： 碳纳米管 热导率 热整流     

掺杂缺陷对碳纳米管导热系数的影响分析

采用非平衡态分子动力学方法模拟了含有掺杂缺陷的碳管的导热系数,分析了不同缺陷原子、缺陷浓度,环境温度、碳管手性以及长度等对导热系数的影响.结果表明,掺杂硼、氮和钾原子导致碳管整体导热系数显著下降;由于掺杂原子的影响,碳管温度在掺杂缺陷处出现间断性跳跃;对于手性不同的碳管,扶手椅型碳管对掺杂缺陷最为敏感,导热系数下降幅度...     

不同参数多壁碳纳米管的拉曼光谱研究

拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段,为了研究多壁碳纳米管(MWCNT)的管径和长度对其拉曼光学性质的影响,本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分析。研究发现: 与高取向的石墨相比,多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数发生不同程度的红移;MWCNT两个主要特征峰(G峰和D峰)峰强在其他条件相同的情况下,与MWCNT的管径成正比,与长度成反比;G峰的频移与MWCNT的管径和长度两个因素密切相关,与管径成反比关系(这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果),与管长成正比关系,而D 峰的频移受MWCNT的管径和长度的影响很弱,并对此现象进行了初步分析。在此基础上,我们以MWCNT的长径比为横坐标,G峰频移为纵坐标作图,进行线性拟合,得到了G峰频移与长径比成一定的线性递增关系。采用同样的分析方法,我们将G峰和D峰强度分别对MWCNT的长径比作图,进行线性拟合,得到了G峰和D峰强度分别与MWCNT的长径比成一定的线性递减关系。     

石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究

采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据.     

碳纳米管增强镍磷基复合镀层研究

对CVD方法制备的碳纳米管进行表面改性处理，然后在液相中分散，利用化学共沉积方法形成碳纳米管镍磷基复合镀层，研究了碳纳米管表面改性后的红外谱、碳纳米管复合镀层的表面形貌、硬度及摩擦学行为.结果表明：碳纳米管的加入明显地提高镍磷复合镀层的硬度和改善了镍磷复合镀层的摩擦性能.硬度达到946HV，20N载荷时摩擦系数为0.7，增至80N时降为0.6；相同条件下与传统耐磨材料SiC增强的镍磷基复合镀层相比，具有更低的摩擦系数和磨损量. 关键词： 碳纳米管 表面改性 复合镀层 摩擦行为     

直立在金膜表面的单壁碳纳米管的研究

用水溶胶体将单壁碳纳米管（ＳＷＣＮＴｓ）组装在晶态金膜表面,用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）研究了表面单壁碳纳米管直立于金膜表面,单根碳管的长度约在１０－１５ｎｍ之间。     

改良六水氯化钙相变材料的制备及性能

选取CaCl_2·6H_2O相变材料为研究对象,通过实验对相变材料的制备过程进行了优化改进,得到CaCl_2·6H_2O相变材料质量配比为43.39%H_2O+45.76%Ca Cl2+8.15%Sr Cl2·6H_2O+2.7%CMC,材料蓄放热稳定,无过冷度,无明显相分离现象,测得相变温度为28.6℃,相变潜热为169.5k J/kg。最优例材料经过100次循环稳定性测试后,相变温度降低了0.8℃,出现1.4℃的过冷度,但仍表现出良好的热稳定性。实验发现纳米粒子的添加对材料的导热性能有显著的提高,且当4种纳米粒子的质量百分数均为0.2%时,复合材料的导热系数大小依次为MWCNTCuAl_2O_3TiO_2,其中添加MWCNT的导热系数达到0.7480W/(m·K),比原材料导热系数提高了31.5%。