董源
,
过增元
工程热物理学报
傅里叶导热定律导出的温度演化方程将得出无限大的热扰动传播速率。为了克服这个问题，一些修正导热模型被提出，可以得到双曲型温度方程，保证有限的热波传播速率。但是，新的传热模型得出的温度演化将使现有的不可逆热力学中熵产不能保持正定。拓展不可逆热力学通过修正熵以及熵产的表达式，使双曲导热也能得到正定的熵产率。热质理论用力学的概念分析热波传递过程中的热质能耗散与熵产的关系，对熵产的来源做了新的解释。热质理论得出的熵产表达式在双曲导热过程中保持正定，并指出，波动传递过程中的干涉是导致熵产率非均匀变化的原因。
关键词:
拓展不可逆热力学
,
熵
,
双曲导热模型
,
热质理论
董源
,
过增元
工程热物理学报
现有流变学本构方程大多是基于唯象模型或者通过对线性定律进行修正而导出的,物理意义不够清晰。本文借鉴热质理论,提出连续介质微元的动能同样具有当量质量,可以用能质控制方程导出普适动能输运定律。普适动能输运定律在不同问题背景下,可以导出牛顿黏性定律,胡克定律以及流变学中较为基础的线性黏弹性本构方程。能质理论推导流变学本构方程的过程是基于第一性原理,不仅物理意义清晰,而上揭示了热输运与动能输运之间的内在统一规律。
关键词:
热质理论
,
能质理论
,
流变学
,
非牛顿流动
,
本构方程
叶振强
,
董源
,
曹炳阳
,
过增元
工程热物理学报
声子是介电固体中导热过程的主要载体,研究声子的黏性对正确预测纳米材料中的非傅里叶导热等现象有着重要意义.本文从热质理论出发,基于涨落耗散理论导出了声子气黏度的表达式:ηh =hv/3πλα,其中ηh表示声子气的黏度,va为声子平均频率,λ为声子波长,α为材料热扩散系数.预测了单晶硅在300 K时的声子气黏度,其参考值为4.8×10-9 Pa·s.并且与基于声子水动力学模型和气体动理论模型的声子气黏度结果进行比较,发现本文模型的结果比声子水动力学模型的结果大2个量级,而比动理论模型小5个量级.
关键词:
声子气黏度
,
热质理论
,
声子气扩散系数
,
声子态密度
董源
工程热物理学报
热整流现象是近年来在纳米系统中发现的一种特殊热传导现象,具有重要的应用前景,但是缺乏明确的物理解释和宏观物理图像.本文基于热质理论将导热过程与流体力学相类比,论证了热质运动的空间惯性力可以导致非对称导热介质中的热整流现象,并举例分析了硅纳米薄膜中的热整流效应.热质理论预测的热整流系数可达40％,足以满足构建热晶体管或者逻辑门的需求.
关键词:
热质理论
,
热整流现象
,
纳米薄膜
,
等效热导率
张周达
,
陈雪梅
,
董源
,
陈西知
,
马新胜
复合材料学报
以纳米CaCO3浆料和丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、丁腈胶乳为原料，采用共凝聚法分别制备了三种纳米CaCO3-粉末橡胶复合粒子，并制备了三种纳米CaCO3-粉末橡胶／聚氯乙烯（PVC）复合材料，系统研究了复合粒子含量对PVC力学性能的影响，并探讨了复合粒子的增强增韧机制。结果表明：复合粒子在PVC树脂中分散均匀，复合粒子中的纳米CaCO3粒子以“裸露态”和橡胶“包裹态”两种形式存在于PVC基体中；三种复合粒子均能显著提高PVC的缺口冲击强度，纳米CaCO3-粉末丁腈橡胶（CaCO3-NBR）能同时起到增强增韧的效果，而纳米CaCO3-粉末丁苯橡胶（CaCO3-SBR）在提高缺口冲击强度的同时也损失了PVC原有的刚性，使其弯曲模量和拉伸强度大幅度降低，纳米CaCO3-粉末羧基丁苯橡胶（CaCO3-X—SBR）的改性效果鉴于前两者之间；复合粒子与PVC基体的相容性是影响复合粒子增强增韧改性效果的决定性因素，相容性好的复合粒子能同时起到增强增韧的效果。
关键词:
纳米CaCO3
,
粉末橡胶
,
聚氯乙烯
,
增强
,
增韧
