石墨泡沫/共晶盐复合相变材料的制备及其热物性

为强化二元硝酸共晶盐(NaNO3/KNO3)的导热性能,在共晶盐中添加石墨泡沫制出石墨泡沫/共晶盐复合相变材料;对共晶盐和复合相变材料的相变特性进行差示热分析;对石墨泡沫的导热系数和复合相变材料的有效导热系数进行测定,并用拉曼光谱对复合相变材料进行稳定性分析。结果表明,石墨基复合材料可以用熔融浸渗法制备,且制备样品的稳定性能良好。复合相变材料的相变温度(221.3°C)与共晶盐(222.4°C)相似,其相变潜热与基于复合材料中共晶盐含量的潜热值相近(下降3.74%)。受石墨骨架高热导率的影响,复合相变材料的导热能力明显提高,与纯共晶盐比增加了102倍。     

超临界流体制备中间相沥青泡沫炭及其导热性能研究

以奈系中间相沥青为原料,在初始压力2.0～4.0MPa的范围内,利用甲苯作为超临界溶剂制备中间相沥青基泡沫,并经氧化炭化和石墨化获得了三维网状结构的泡沫炭,利用扫描电镜、x射线衍射、激光导热测定仪分析了泡沫碳的结构和导热性能,研究了泡沫炭结构与其导热性能的关系.结果表明,不同条件下所制备得到的泡沫炭泡孔结构和孔分布的不同对导热系数影响较大,在2350℃下石墨化后导热系数达到42(W/mK).     

运用分形方法预测石墨化碳泡沫方向导热系数

石墨化碳泡沫是高导热系数材料,具有方向导热性能,垂直发泡方向(xy平面)和沿发泡方向(垂直xy平面)的导热系数有明显的差异.应用分形方法通过确定碳泡沫的泡孔结构的分形维数,结合泡孔热阻单元,分析了石墨化碳泡沫的导热特性,推导出了碳泡沫的方向导热模型.计算结果与文献中石墨化碳泡沫样品的实测值基本一致,该方法为更好地利用其优良的方向导热性能提供了理论基础.     

空心微珠泡沫材料的导热性能研究

通过烧结空心微珠坯体的方法制备了超低容重空心微珠泡沫材料,研究了温度、样品的容重、开孔气孔率对导热性能的影响规律。结果表明,随着温度的升高,空心微珠泡沫材料的导热系数逐渐增大;材料中的封闭孔部分变成连通孔之后,材料的导热系数增大。空心微珠泡沫材料容重为146kg/m~3时,导热系数为0.054 W/(m·K),容重为100~600kg/m~3的样品,样品导热系数与容重之间的关系曲线为y=0.00023 x+0.028     

基于分形理论的碳泡沫有效导热系数研究

以煤焦油基中间相沥青为原料，在一定的温度和压力条件下升温发泡，然后再经碳化、石墨化便可以制得一种高导热系数的多孔材料——碳泡沫。应用分形理论讨论了这种新型多孔材料的导热特性，推导出了碳泡沫的面积分形维数，并在此基础上建立了石墨化碳泡沫材料的导热模型，采用热阻法导出了石墨化碳泡沫材料的等效导热系数的关系式，计算出了碳泡沫的有效导热系数，计算结果与碳泡沫样品的实测值基本一致，这种方法为更好地利用其优良的导热性能提供了理论基础。     

基于分形理论的开孔聚氨酯泡沫等效导热系数研究

开孔聚氨酯泡沫保温材料是一种典型的多孔介质。采用分形理论描述开孔聚氨酯泡沫材料的微尺度空间结构,建立了简化单元体模型,提出了计算其有效导热系数的分形模型,并导出了气相和固相热传导计算公式、热辐射等效导热系数计算公式、材料总有效导热系数计算公式。模型计算值与实验测量值比较具有较好的一致性,同时总结了多孔介质材料绝热性能的主要影响因素。该分析方法对新型绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。     

石墨泡沫有效导热系数研究综述

石墨泡沫作为一种新型的轻质多孔材料,具有孔隙率高、比表面积大、密度低、导热系数高等优点,可应用于诸多领域。本文综述了三种研究石墨泡沫有效导热系数的方法,分别为实验研究、理论分析和数值模拟,概括了三种方法中不同泡沫模型的假设条件及适用范围,并通过分析计算与实验数据间的相对误差,得到每种模型的优、缺点。经比较发现,K.C. Leong模型在模拟泡沫内部孔隙结构上效果最好,为改进石墨泡沫有效导热系数的模型设计提供了很好的参考价值。     

膨胀石墨/LiCl-NaCl复合相变材料导热系数各向异性

用水溶液法制备了膨胀石墨/LiCl-NaCl复合相变储能材料,利用扫描电镜观测了试样的微观形貌,并且利用Hot-Disk热学常数分析仪测试了试样常温下的导热系数。实验结果表明,共晶盐能够被吸附到石墨片层之间,形成稳定、均一的复合相变材料;其导热系数随压力和石墨含量的增加而不断增大,并具有各向异性;成型压力和膨胀石墨掺量是影响其性质的两个重要因素,在一定范围内,其导热系数和各向异性随成型压力的增加而增大,压力超过一定范围,两者变化幅度减小;石墨掺量达不到一定比率时,其导热系数和各向异性变化不显著,当达到一定比率后,两者变化幅度增大;成型压力和膨胀石墨掺量对其导热系数的影响有耦合作用;通过取向度Φ给出了垂直压力和平行压力方向上的导热系数计算公式。     

基于分形理论的玻璃纤维真空绝热热工特性研究

基于分形理论,描述了玻璃纤维多孔介质材料微尺度空间结构,建立分形等效单元体模型,分析了影响其真空下有效导热系数关键因素为固体基质导热系数、空隙率、纤维丝空间结构、分形直径、残余气体压力及导热系数、玻璃纤维材料厚度、使用环境等,并导出了气相、固相热传导计算公式和热辐射等效导热系数计算公式及材料总有效导热系数计算公式.研究表明,玻璃纤维有效导热系数随着分形直径、分形维数、残余气体压力的增大而增大,随着空隙率的增大而减小.同时,模型计算值与实验测量值比较,具有较好的一致性.文章的分析方法对新型真空绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值.     

开孔金属泡沫有效热导率的理论分析与实验研究

采用能量守恒定律和光学厚近似法,建立了开孔金属泡沫有效热导率的计算模型,分析了温度和压力等因素对传热的影响,并应用高温真空石墨加热炉对开孔金属泡沫的有效热导率进行了实验测量.理论值与测量值基本吻合,各个测量点的平均相对误差<5%,最大相对误差低于10%.结果表明,开孔泡沫金属的有效热导率随温度和压力的增加而增大,在低温情况下(T<100℃),开孔泡沫金属内部的传热机制主要为固体导热;在高温情况下(T>400℃),辐射成为开孔泡沫金属的主导传热机制;在低压下,气体导热可以忽略不计,但随着压力的增大,气体导热加大对传热的影响.     

有机保温材料热解行为的研究进展

介绍了热降解机理和有机保温材料的热解行为的研究进展,着重介绍了聚苯乙烯类(EPS和XPS)、聚氨酯类(PU)和橡塑保温材料(NBR/PVC)3种有机保温材料近年来的热解研究进展,指出其重要的研究手段通常是热分析技术或热分析与其他技术联用,同时也阐述了有机保温材料热分析今后的研究发展方向。     

Realizing the Accurate Measurements of Thermal Conductivity over a Wide Range by Scanning Thermal Microscopy Combined with Quantitative Prediction of Thermal Contact Resistance

Quantitative thermal performance measurements and thermal management at the micro-/nano scale are becoming increasingly important as the size of electronic components shrinks. Scanning thermal microscopy (SThM) is an emerging method with high spatial resolution that accurately reflects changes in local thermal signals based on a thermally sensitive probe. However, because of the unclear thermal resistance at the probe-sample interface, quantitative characterization of thermal conductivity for different kinds of materials still remains limited. In this paper, the heat transfer process considering the thermal contact resistance between the probe and sample surface is analyzed using finite element simulation and thermal resistance network model. On this basis, a mathematical empirical function is developed applicable to a variety of material systems, which depicts the relationship between the thermal conductivity of the sample and the probe temperature. The proposed model is verified by measuring ten materials with a wide thermal conductivity range, and then further validated by two materials with unknown thermal conductivity. In conclusion, this work provides the prospect of achieving quantitative characterization of thermal conductivity over a wide range and further enables the mapping of local thermal conductivity to microstructures or phases of materials.     

西安市冬季办公建筑和商场室内热环境调查研究

于2010年1月对西安市5栋办公楼和3栋商场的冬季采暖系统进行调查,测试了建筑室内温湿度等参数,并对室内人员热舒适情况进行了问卷调查。调研结果表明：被调查建筑内热源形式主要为市政蒸汽和燃气锅炉;冬季办公楼和商场内平均空气温度分别为19.9℃和21.1℃,满足热舒适空调的要求,但是商场内平均温度偏高,不符合建筑节能的要求;而两种类型建筑内平均空气相对湿度都要低于30%,空气较干燥。通过问卷调查统计得到办公楼和商场内人们的热感觉、热舒适以及满意程度百分率分布情况,都有高于83%的人感觉满意和刚好满意,满意程度都较高。进一步地分析得到办公楼和商场内实际热中性温度分别为18.8℃和18.7℃,并获得了对应的能被80%的人所接受的热舒适温度范围。     

导热高分子材料在包装印刷领域的研究进展

目的综述导热高分子材料在包装印刷领域的应用及研究现状,拓展导热高分子材料的应用领域。方法首先介绍2类导热高分子材料的制备方法,即本征型和填充型导热高分子材料;其次全面综述用于包装印刷领域的导热膜/纸、导热胶黏剂和导热油墨;最后总结常用的各类导热机理模型。结果与本征型导热高分子相比,填充型导热高分子具有加工简单、成本低廉、应用面广等优点,是目前研究最多的导热高分子材料。导热膜/纸、导热胶黏剂和导热油墨具有广泛的研究基础,市场需求旺盛。导热预测模型虽能够有效预测复合材料的热导率,但会受到填料含量和粒子形貌的影响。结论导热高分子材料在包装印刷领域拥有巨大的应用需求,开展导热高分子的研究具有重要的现实和理论意义。     

非对称热环境下人体热舒适度模型研究进展

本文根据热空间模型、人体热生理模型和人体热心理模型的分类标准,对非对称热环境下人体热舒适度研究进行全面综述。热空间模型通过空调、环境参数直接预测人体客观、主观反应,人体热生理模型通过研究人体内部主动、被动生理调节预测人体生理参数,人体热心理模型侧重研究生理参数和主观反应的联系或人体如何适应热环境,最后概述了各模型的优点及局限。结果表明:热空间模型与选用的空间结构具有重大联系,一旦空间结构改变,模型建立的很多关系便无法成立,在车辆的应用领域价值更大;大多数热生理及热心理模型不够全面或仅限于特定环境,只有少数能够通过详细的体温调节解决人类对非均匀和瞬态条件的反应;Berkeley热舒适模型同时涵盖了热生理及热心理模型,但其耦合模拟过程过于复杂,而等效温度模型虽然精度相对较低,但由于其运算简便受到更广泛的应用;自适应模型充分考虑了人的主观能动性,但仍处于初级研究阶段。     

双陶瓷层热障涂层的隔热行为有限元模拟研究

基于热传导、热对流和热辐射理论建立了双陶瓷层热障涂层不透明和半透明物理模型,采用有限元ANSYS软件模拟了稳态温度场。结果表明双陶瓷层在不透明时,随总厚度或顶层厚度增加,顶层上表面温度近似线性增加,第2层和粘结层上表面温度近似线性降低。在陶瓷层半透明条件下,衰减系数对各层温度有一定影响。在衰减系数很大时,各层温度与不透明情况类似;在衰减系数较小时,顶层上表面温度略低于不透明时,第2层上表面温度略高于不透明时,粘结层上表面温度先快速后缓慢降低并保持不变,且远高于不透明时,界面反射能降低各层温度。     

热舒适参数选取中存在的问题分析

为了实现热舒适研究的国内外接轨、修正地区性设计规范以及促进建筑节能的可持续发展,本文针对PMV、TSV、TCV对人体热舒适性的评价结果存在差异、所得热舒适参数也不尽一致的现象,分析了产生这些现象的原因,给出了相应的建议,并提出了综合考虑国内外标准规定、现场实测及问卷调查结果来确定热舒适参数的思路。结合研究实例,利用这一方法得到了合理的室内热舒适参数。     

大体积混凝土温度、温度应力计算与温控措施探讨

基于有限差分法,对某核电站筏板基础工程的大体积混凝土温度场进行了计算;并在此基础上通过温度应力的计算对此工程大体积混凝土进行了抗裂验算;最后,结合此工程对大体积混凝土的温控措施进行了初步探讨。     

热障涂层热震失效寿命定量计算的研究

研究了热障涂层的热震失效,认为涂层热震失效的本质为应力疲劳失效．建立了涂层热震失效寿命理论计算公式,并用实验结果对公式进行了验证,证明公式能很好地拟合实验结果．提出了评价涂层抗热震性能的指标-临界热震温差范围△Tc．该工作为估算涂层寿命及减少实验工作量提供了理论依据．     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料, 多层石墨为导热填料, 采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料, 研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、 热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明, 多层石墨在硅树脂中分散性良好。多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大, 填充质量分数为45%时, 热导率达到2.26 W·(m·K)^-1, 超过此值之后热导率开始下降。随着填料的增加, 多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小。与纯硅树脂相比, 多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高。相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、 AlN/硅树脂的热导率高得多, 这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链。