碳納米管電纜式復(fù)合材料的熱導(dǎo)率

編號(hào)：NMJS04323

篇名：碳納米管電纜式復(fù)合材料的熱導(dǎo)率

作者：唐晶晶； 馮妍卉； 李威； 崔柳； 張欣欣；

關(guān)鍵詞：碳納米管； 納米線； 電纜式復(fù)合材料； 導(dǎo)熱；

機(jī)構(gòu)： 北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院； 北京科技大學(xué),冶金工業(yè)節(jié)能減排北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

摘要： 通過非平衡分子動(dòng)力學(xué)方法,對(duì)單壁碳管填充金納米線的碳納米管電纜式復(fù)合材料開展熱導(dǎo)率的模擬分析.采用Tersoff勢(shì)函數(shù)描述碳-碳原子間的相互作用,Lennard-Jones長程作用勢(shì)描述碳-金原子間的相互作用,嵌入原子勢(shì)函數(shù)描述金-金原子間相互作用.研究結(jié)果表明:相同尺寸下,金納米線的電子熱導(dǎo)率相較于空碳管以及電纜式復(fù)合材料的聲子熱導(dǎo)率小很多,對(duì)復(fù)合材料總熱導(dǎo)率的貢獻(xiàn)可以忽略;由于管內(nèi)金納米線的存在,其與碳管的相互作用使得碳管碳原子傾向于沿著軸向振動(dòng),聲子間U散射隨之減少,聲子平均自由程增加,導(dǎo)致復(fù)合材料熱導(dǎo)率明顯大于空碳管,在100—500K溫度范圍內(nèi)高出約20%—45%,但增大幅度隨溫升呈降低趨勢(shì);復(fù)合材料熱導(dǎo)率隨著管長增加而增大,變化趨勢(shì)和空碳管相似,但其增長幅度更大;復(fù)合材料和空碳管的熱導(dǎo)率隨管徑增大而減小,且變化幅度基本一致.