刘加奇
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卢咏来
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杨海波
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张立群
复合材料学报
深入研究了粒子空间分布对材料导热性能的影响,探索了有效导热通路形成的必要条件。为了解决任意体积分数、指定空间构型的代表体积元（RVE）建模难题,用空间分布势能函数来描述目标空间分布构型,设计了Monte Carlo可控空间分布算法,该算法能够有效生成包含团簇和网链结构的任意空间构型的RVE。模拟研究结果表明：相同体积分数下,网链构型较团簇构型更能有效地形成导热通路,具有更高的热导率;体积分数对有效导热通路能否形成有重要影响,仅当体积分数大于20%之后,才具备形成有效导热通路的条件;粒子间距只有小于一定水平时,导热通路才能有效形成,随着粒子间距的增加,热导率成指数衰减。一定量的体积分数和较有效的粒子分布是形成有效导热通路的两个必要条件,二者缺一不可。
关键词:
导热复合材料
,
粒子空间分布构型
,
有效热导率
,
有限元导热模拟
,
Monte
,
Carlo可控空间分布算法
吴其光
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张海燕
,
张琇滨
高分子材料科学与工程
选用实验室自制的碳包覆纳米铜颗粒(Cu@C)为导热填料,以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基体,采用机械共混法制备了碳包覆纳米铜颗粒/室温硫化(Cu@C/RTV)硅橡胶导热复合材料.通过透射电子显微镜、BET法、热导率测试仪、热重分析仪、万能材料试验机及邵氏硬度计等方法和手段,完成Cu@C纳米颗粒填料的微观形貌分析和比表面积测定,并研究了Cu@C填料在低填充量下(＜30％)(质量分数,下同)对于Cu@C/RTV硅橡胶导复合材料热导率、热稳定性及力学性能的影响.结果表明,Cu@C纳米颗粒为球形、包覆型核壳结构,平均粒径在50 nm左右,其比表面积为69.66 m2/g.Cu@C/RTV硅橡胶导热复合材料的热导率随着Cu@C纳米颗粒填充量的增加而增大;填充量为30％时,复合材料的热导率可达2.41 W/mK;加入Cu@C纳米颗粒填料能够将RTV硅橡胶的热分解起始温度提高到422℃,并延缓其最终分解温度至625℃;随着Cu@C/RTV硅橡胶导热复合材料中Cu@C纳米颗粒填充量的增加,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势,而100％定伸应力和硬度则呈增大趋势.
关键词:
碳包覆纳米铜颗粒
,
室温硫化硅橡胶
,
导热复合材料
,
热导率
,
力学性能
