张晓光
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李霄
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张宝库
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何燕
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马连湘
高分子材料科学与工程
采用随机顺序添加算法(RSA),应用均匀化理论建立了三维代表体积单元(RVE)模型,数值研究了氮化铝均匀分布与随机分布下三元乙丙橡胶复合材料的导热性能.制备了氮化铝(AlN)/三元乙丙橡胶复合材料,并测试了不同填充量下体系的热导率.将数值模拟得到的热导率与实验结果及理论模型进行对比,结果发现,随着氮化铝填充量的增加,导热网链的形成更加容易,复合材料的热导率随之逐步增大;在相同体积分数下,实验测量值最大;均匀分布时的数值结果与Maxwell模型及Hamilton-Crosser模型结果基本一致;填充粒子在基体中的随机性分布会导致热导率的波动,其平均值要高于均匀分布模拟值;随机分布模型模拟结果更贴近实验测量值,可以用来更好地预测球形颗粒填充复合材料的导热性能.
关键词:
氮化铝
,
橡胶复合材料
,
随机顺序添加
,
导热性能
,
数值模拟
张晓光
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张宝库
,
何燕
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.24.028
运用随机顺序添加算法 RSA(Random sequential addition method)，基于均匀化理论建立了碳纤维填充橡胶复合材料代表体积单元RVE(Representative volume element)模型，利用有限元方法数值模拟研究了碳纤维对橡胶复合材料导热性能的影响。结果表明：在相同的填充分数下，碳纤维根数对复合材料导热性能的影响较小；合理安排碳纤维空间分布及纤维取向能有效提高复合材料的导热性能；复合材料的导热性随着碳纤维填料含量及长径比的增加而增大；与理论模型相比，基于碳纤维填料随机分布模型所得模拟结果与实验值较接近，尤其在高填充分数时与实验值吻合较好，可以更好地预测纤维填料填充复合材料的导热性能，对制备具有高填充分数的高导热复合材料具有一定的指导意义。
关键词:
随机分布
,
碳纤维
,
复合材料
,
导热性能
,
数值模拟
