陈阳
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冯妍卉
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李威
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张欣欣
工程热物理学报
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,导热系数下降幅度最大;当环境温度增加时,含有掺杂缺陷碳管导热系数先增大后减小;当碳管长度增加或管径减小时,含有掺杂缺陷碳管的导热系数随之增大.
关键词:
碳纳米管
,
导热系数
,
掺杂
,
缺陷效应
,
分子动力学
彭佳
,
冯妍卉
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李威
,
张欣欣
工程热物理学报
本文以Stone-Wales(SW)缺陷对碳纳米管热导率的影响为研究内容,采用非平衡态分子动力方法,模拟计算存在一个或多个SW缺陷的碳纳米管的轴向温度分布和热导率,并与无缺陷完整碳纳米管进行比较,开展缺陷效应分析,考察了缺陷浓度、碳管长度、碳管手性以及环境温度等因素的影响.模拟结果表明,由于缺陷存在,碳管轴向温度分布在缺陷处产生非线性的间断性跳跃,局部热阻增大.相对完整无缺陷碳管,含有SW缺陷的碳管热导率显著下降;随着缺陷数目的增加,碳管热导率下降的幅度增大.无论是否存在缺陷,锯齿型碳管的热导率通常小于扶手椅型的碳管,而长碳管的热导率通常大于短碳管;相对于锯齿型/长碳管,扶手椅型碳管/短碳管对SW缺陷更为敏感.
关键词:
碳纳米管
,
热导率
,
Stone-Wales缺陷
,
分子动力学
,
缺陷效应
