聚合物基复合材料的导热性能预测研究

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1、第二届中国生物复台材料研讨会论文集聚合物基复合材料的导热性能预测研究曾群锋，彭旭东(中国石油大学机电工程学院，山东东营257061)摘要：本文简单介绍了聚合物基复合材料的导热机理及其导热模型的研究进展，通过研究填料的含量和几何形状等因素对复合材料导热系数的影响规律，建立了三相聚合物基复台材料导热系数的理论模型。应用此模型给出了复合材料的导热系数同各组分体分比间的关系，分析了填料体分比、填料的导热系数、填料和基体间的相对导热系数等因素对复合材料导热系数的影喃，认为填料相导热性能对复合材料导热性能的影响比基体相的影响更重要。与文献值相比较表明，球形填料的

2、导热模型的计算结果与文献实验结果吻合较好。关键词：聚合物基复台材料；填料；导热机理：导热模型PREDICTIoNOFTHERMAI．CONDUCTIVITYOFFILLEDPOLYⅣ匝RCOM口OSITESZengQun-feng，PENGXu—dong(SchoolofMechatI．onicEngineering,UniversityofPetroleum,Dongying257061，China)Abstract：．Heatconductionmechanismandthetheoreticalmodelsofpolymercomposites

3、areintroducedsimplyandthetheoreticalmodelofthree-phasepolymercompositesisestablishedinthispaper．Thepredictionexpressisestablishedafterthecontentandformofthefillersareinvestigated．Basedonthemethod，thedataresultsofthethermalconductivitiesofthepolymercompositesfileobtained．Ontheba

4、sisoftheresultsobtained，thedependenceofthethermalconductivityofcompositesonthefillervolumefractionisgivenincurves．Theeffectsofthevolumefraction，theconductivityoffillersandtherelativeconductivityofthefillersandmatrixandSOon，onthethermalconductivityofcompositesareanalyzed，Itisfou

5、ndthattheinfiuenceofthefillerpropertyontheconductivityofcompositesismoreimporcantthanthatofthematrix’Sproperty．Comparisonwiththeresultsofthemodelandexperimentsindicatesthattheresultsoftheglobalfillers’conductivemodelaresosanlealmostastheexperimentalresults．Keywordspolymercompos

6、ite；fillers；heatconductionmechanism；heatconductionmodel1引言随着工业生产和科学技术的发展，人们对结构材料也提出了新的要求，即希望其具有较好的综合性能。例如在某些场合下，需要结构材料既导热又耐化学腐蚀，而传统的金属材料无法满足此要求。作为结构材料之一的聚合物材料，尽管具有耐化学腐蚀，但是绝大多数聚合物复基金项目：中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基盎：(W000309，W020311)和中国石油大学创新基金(S2004·15)资助项目联系人曾群锋，E-mail：xiaozcn9001l@16

7、300111作者简介：曾群锋，男，1978生．硕士，目前主要从事聚合物材料摩擦学研究第二届中霄生物复合材科研讨会论文集合材料本身属于绝热材料【l】，要想赋予聚合物复合材料优良的导热性能，从结构改性制备高导热复合材料难度很大。所以，通过选择高导热的填料对聚合物进行填充改性是制各聚台物导热复合材料的有效途径。聚合物导热复台材料口】是指以聚合物材料为基体，阱导热性物质为填料，经过共混分散复合而得到的、具有一定导热功能的多相复合体系。聚合物导热复合材料既具有导热功能又具有聚台物复合材料的许多优异特性，可以在较大范围内调节材料的导电、导热和机械性能，因而有广泛

8、的应用前景。影响聚合物基复合材料导热性能的因素口1较多，如填料的种类、含量、几何形状、表面特性、本身的导热性