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《一个新的颗粒填充聚合物复合材料导热模型 2008.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、现代塑料加工应用年第。卷第期一个新的颗粒填充聚合物复合材料导热模型梁基照邱玉琳华南,,理工大学机械与汽车工程学院广东广州摘,要基于最小热阻力法则和比等效导热系数法则建立一新的颗粒填充聚合物复合材料的导热模型并导出等效导热,。系数公式应用该公式估算了酚醛树脂铝粉和酚醛树脂石墨复合材料的等效导热系数并与试验测量数据比较结果表明,导热系数的理论预测值和试验数据相当接近。关键词酚醛树脂复合材料导热模型导热系数,,,,,,导热高分子材料由于具有较好的导热能力和实际意义。等效导热系数是表征材料导热性和优异的耐化学腐蚀、较高的耐温性能,因而在能的重要参数,已提出过一些预测
2、导热系数数学。,,一、现代工业及高新技术中的应用日益广泛例如模型如模型、、、模型模型模型一’。〕以聚丙烯石墨复合材料氟塑料石墨复合等。最近,和应用傅立叶定律分别建材料等材料生产的换热设备在使用过程中取’一‘。得了巨大的经济效益和社会效益『〕在电气立了中空和实心无机粒子填充聚合物复合材料,,导热模型并用有限元软件对其传热过程进行了电子领域由于集成技术和组装技术的迅速发展’‘一‘。、,〕电子元件逻辑电路的体积迅速缩小更需要高模拟并计算出等效导热系数,。,导热性的绝缘材料际〕因此在过去的几十年下面将在先前工作的基础上推导新的颗粒,里,填充聚合物复合材料的导热系数方
3、程并引用文国内外学者对高分子复合导热材料展开了系统的理论和应用研究。绝大多数高分子材料属献」发表的酚醛树脂铝粉和酚醛树脂石墨于低导热率材料,故常用的方法是通过共混在聚收稿一一一一。,日期修改稿收到日期合物中加人高导热率的填料以获得高导热复合,,,。作者简介梁基照男教授博士生导师主要从事聚合物。,材料一般说来这种复合材料的热传递十分复。一复合,材料与机械装备方面的研究,杂研究其导热机理和建立预测导热性能有理论。现代塑料加工应用年月复合材料实测数据对该方程进行初步的验证。为的实心球体。根据傅里叶定律,以及参照文献,」所采用的方法,可求得颗粒填充聚导热模型合物复合
4、材料等效导热系数公式为。导热聚合物复合材料的导热系数由聚合物姿和填料颗粒综合作用决定。假设填料粒子在聚·了,普合物基体中均匀分布可将整个复合材料视为无赘。。数个包裹着填料粒子的导热单元构成根据傅式中聚合物复合材料导热系数。—立叶定律热量在导热单元中的传递途径是聚合聚合物导热系数物界面填料粒子、聚合物混合界面一聚合物—颗粒填料粒子导热系数,。·’习—界面如图所示根据最小热阻力法则协复合材料中填料粒子体积,—。和比等效导热系数法则只要复合材料的单元体分数,一与总体有相等的不论单元体的尺度仁二比等效热阻模型是预测聚合物颗粒,,。大小在只考虑热传导时这种单元体与总体
5、的填充复合材料导热系数的常用理论模型该模等效传热系数相等。以上述法则为基础,用均匀型简单表征了匀质球体分散在均一基体中形成「’刁。。,化方法建立简化数学模型复合材料等效导的复合材料的热传导性在体系填充量不高时,。热系数的计算归结为具有相同比等效热阻的该模型能很好地预测其热传导性导热系数的单元体的等效导热系数的计算。现将整块复合数学表达式如下材料看成是由大量中心包含一个球形填充颗粒一。。笋。。一咖一。的正方体导热单元组成在先前的工作中笔‘几者用相同原理建立了聚合物颗粒填充复合材料的串联与并联模型,并提出相应的导热公式。试验部分仪器及方法试验采用的导热系数测定仪
6、是由华南理工一石沈大学工业装备与控制工程学院精密仪器实验室久气卜二一,设计的型导热系数测定仪一般情况下其测量误差范围不超过士。稳态平板导热系数测定仪的测量原理是傅立叶定律,即固体在热传导过程中,单位时间内通过固定截面的热量,与该截面的面积和垂直与该截面方向的温度梯度成正比。图颗粒填充聚合物复合材料传热简化模型,注图中为正方体边长,为粒子半径,为单元高度,运用稳态平板导热系数测定仪在℃,,,尺书。℃个测试温度下测定了铝粉填充酚为高度增量说明见正文中醛树脂复合材料和石墨填充酚醛树脂复合材料根据热传导与电传导的相似性,导热单元总的导热系数。热阻由填充颗粒与中间段聚
7、合物的并联热阻,与材料物理性能,,酚醛树脂密度导热系数两端聚合物的热阻串联加和构成如图所。,·,,示对应图和代表上下部分树脂一铝粉密度平均,,,·的热阻尺代表中间部分树脂的热阻是中粒子半径拼导热系数。,,,拼,间部分颗粒的热阻热流从正方体顶面进人石墨密度平均粒子半径导正方体边长为,将颗粒填充物视为粒子直径热系数·。梁基照等一个新的颗粒填充聚合物复合材料导热模型,尤其是当填料体结果与讨论分接近积分数少于的情况下。测试结果·县乙粼瞒臻即丫吕︻︵‘。〕试验结果分别列于表和表中在测,,试过程中相关参数是在平衡状态下测取的导热系数的值是单位厚度的热功,故试样厚度的影响
8、甚微。表酚醛树脂铝粉复合导热材料导热系数··丁铝粉体
