纳米流体介质导热机理初探

纳米流体导热行为具有许多奇异的特性，结合纳米流体的特点和微尺度传热学原理，研究了 热流在纳米颗粒内波动式及非限域的热传导特性、纳米颗粒在悬浮液内的布朗运动、颗粒- 液体界面上液膜层原子的有规则排列、以及纳米颗粒的团簇形成及移动等四方面因素对纳米 流体导热系数的影响. 关键词： 纳米流体 导热     

纳米ZnO／石蜡复合相变材料的热物理性质研究

本文通过将纳米氧化锌（ZnO）颗粒加入熔融的石蜡（PW）并进行搅拌和超声制备了一种纳米ZnO／PW复合相变储能材料。为使纳米氧化锌在基体物质中分散均匀,在制备过程中使用了搅拌和超声以制备均匀的复合材料。使用扫描电镜观察其微观结构表明氧化锌在石蜡中分散良好。对所得ZnO／PW复合相变材料的相变温度、相变焓及导热系数等热物...     

水热合成制备Al掺杂α-MnO2纳米管及其超级电容器电化学性能

通过水热法制备了未掺杂α-MnO₂和Al 掺杂α-MnO₂, 对产物的形貌、结构和电化学性能进行了研究. 扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)观察表明制备产物呈纳米管形态. 紫外-可见光谱分析计算了产物的能带间隙: 随着Al 的掺杂, α-MnO₂的能带间隙值降低. 以未掺杂α-MnO₂与Al 掺杂α-MnO₂作为电极材料, 通过循环伏安(CV)和恒流充放电测试电极的超级电容器性能. 在50 mA·g^-1电流密度下, 未掺杂α-MnO₂与Al 掺杂α-MnO₂电极的比电容分别达到了204.8 和228.8 F·g^-1. 电化学阻抗谱(EIS)分析表明Al 的掺杂降低了α-MnO₂在电解液中的阻抗, 有利于提高其电化学比电容. 增强的比电容及在1000个循环后仍具有良好的容量保持率,使Al 掺杂α-MnO₂在超级电容器中具有较好的应用前景.     

一种可直接使用的磁性光热纳米流体

本文通过"两步法"制备了一种具有高光热转换效率的Fe304-H20磁性纳米流体。该纳米流体可以通过磁分离技术实现纳米颗粒与基液的分离,使得纳米流体基液得以直接使用,同时具有优异的可重复利用性能。实验结果表明,在1200 s内其光热转化效率高达70.2%,并且经过60次的循环使用后无明显的衰减。此研究结果为实现纳米流体基液的直接应用提供了可行性的方案。     

Ag-ZnO纳米复合热电材料的制备及其性能研究

ZnO是一类具有潜力的热电材料, 但其较大声子热导率影响了热电性能的进一步提高. 纳米复合是降低热导率的有效途径. 本文以醋酸盐为前驱体, 溶胶-凝胶法制备了Ag-ZnO纳米复合热电材料. 扫描电镜照片显示ZnO颗粒呈现多孔结构, Ag纳米颗粒分布于ZnO的晶粒之间. Ag-ZnO纳米复合材料的电导率比未复合ZnO材料高出100倍以上, 而热导率是未复合ZnO材料的1/2. 同时, 随着Ag添加量的增加, 赛贝克系数的绝对值逐渐减小. 综合以上原因, 添加7.5%mol Ag的Ag-ZnO纳米复合材料在700 K时的热电优值达到0.062, 是未复合ZnO材料的约25倍. 在ZnO基体中添加导电金属颗粒有利于产生导电逾渗通道, 提高材料体系的电导率, 但同时导致赛贝克系数的绝对值减小. 总热导率的差异来源于声子热导率的差异. 位于ZnO晶界的纳米Ag颗粒, 有利于降低声子热导率. 关键词： 热电材料 ZnO 纳米复合 热导率     

纳米流体对流换热系数增大机理

纳米流体流动换热能力优于传统流体介质.研究了纳米流体热物性的提升和热散射对其对流换热系数的影响.结果表明,纳米颗粒的加入,优化了介质的热物性,增大了导热系数,强化了纳米流体内颗粒、流体以及流道管壁碰撞和相互作用,同时加强了流体的混合脉动和湍流,从而增大了对流换热系数. 关键词： 纳米流体 换热系数 热散射     

表面活性剂对树形银纳米结构影响的蒙特-卡洛模拟

采用偏压受限扩散聚集模型研究溶液中银树形纳米结构的生长。模拟中,在二维正方形格子中引入了等腰直角三角形粒子进行模拟,同时运用不同的粘贴概率来描述表面活性剂的效果。模拟结果表明树形纳米结构随着偏压的增大而变得更密。表面活性剂的加入使得树形纳米结构变得更加对称和规则。更进一步,当表面活性剂的效果足够强且外加偏压很小的时候,银纳米颗粒聚集成了银纳米片。模拟结果有利于定性解释相关的实验结果。     

Monte Carlo simulation of asymmetrical growth of cube-shaped nanoparticles

We simulated the asymmetrical growth of cube-shaped nanoparticles by applying the Monte Carlo method.The influence of the specific mechanisms on the crystal growth of nanoparticles has been phenomenologically described by efficient growth possibilities along different directions(or crystal faces).The roles of the thermodynamic and kinetic factors have been evaluated in three phenomenological models.The simulation results would benefit the understanding about the cause and manner of the asymmetrical growth of nanoparticles.     

LiMn2O4尖晶石氧化物的低指数表面结构优化及表面能的第一性原理研究

采用第一性原理密度泛函方法优化了LiMn₂O₄尖晶石结构, 构建并计算了其低指数表面性质. 结果表明, 广义梯度近似(GGA)和自旋极化广义梯度近似(GGA+U)计算的LiMn₂O₄晶体体相结构中, Mn的d轨道选取有效U值时晶格参数会变大. 但两种计算结果都没有显示出电荷有序和Jahn-Teller畸变的情况. LiMn₂O₄尖晶石结构缺Li条件下, (001)、(010)和(100)表面Li终端与其他终端相比表面能更低; (110)表面Mn/O终端表面能较Li/Mn/O终端更低. 在所涉及的低指数表面中(111)表面能最低, 表面重构后(111)表面能低至0.270 J/m², 是尖晶石结构中最稳定的切面. 关于反铁磁研究, (110)表面Mn/O终端表面能较Li/Mn/O终端更低. [↑↑↓↓]自旋排列下Mn/O终端表面能为1.050 J/m², [↑↓↑↓]自旋排列下Mn/O终端表面能为1.061 J/m², 即(110)-反铁磁型表面在[↑↑↓↓]自旋组态比[↑↓↑↓]的磁性顺序下更加稳定. 通过对(111)表面重构的研究, 发现该表面欠配位的锰离子会与完全配位的锂离子通过位置交换, 从而更加稳定. 重构表面的平均锰氧化态降低, 会减少Jahn-Teller效应的产生. 除(111)表面外, 其它低指数表面在铁磁和反铁磁下的表面能相似. 其中, (001)T3, (100)T1, (110)T1和(111)T2的表面结构在各自不同表面终端中具有最小的表面能. 本研究为理解LiMn₂O₄材料容量衰减问题和实验提供理论计算参考, 有助于推动高性能锂电池材料的研究.