碳納米管-三元乙丙橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、導(dǎo)熱材料廣泛應(yīng)用在國(guó)防工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中。近幾年來(lái)，在科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)都得到了飛速發(fā)展的同時(shí)，許多應(yīng)用的特殊場(chǎng)合對(duì)材料尤其是導(dǎo)熱材料提出了新的要求:希望其不僅要具有良好的綜合性能，同時(shí)要具備較高的導(dǎo)熱性能。
　　高分子聚合物是一種常見(jiàn)的導(dǎo)熱材料，需要對(duì)其導(dǎo)熱性能和導(dǎo)熱機(jī)理進(jìn)行深入研究。碳納米管是一種導(dǎo)熱性能優(yōu)越的納米材料，可作為聚合物材料的導(dǎo)熱填料使用。本文的研究對(duì)象為碳納米管/橡膠復(fù)合材料，采用平衡分子動(dòng)力學(xué)方法，文章簡(jiǎn)

2、單闡述了其導(dǎo)熱性能的相關(guān)知識(shí)，研究了碳納米管本身的結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)碳納米管導(dǎo)熱性能的影響，采用AIREBO勢(shì)函數(shù)對(duì)聚合物體系內(nèi)部的相互作用進(jìn)行了分析，最后，對(duì)不同碳納米管填充三元乙丙橡膠之后整個(gè)體系導(dǎo)熱性能的變化進(jìn)行了研究。
　　對(duì)碳納米管導(dǎo)熱系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn):完整的碳納米管由于其獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其呈現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，出現(xiàn)缺陷的碳納米管導(dǎo)熱系數(shù)都有不同程度的降低，且出現(xiàn)在碳納米管邊緣位置的缺陷對(duì)整個(gè)碳納米管導(dǎo)熱系數(shù)的影響更大。因此，在碳納米管

3、作為導(dǎo)熱填料應(yīng)用時(shí)，應(yīng)盡量保證其微觀結(jié)構(gòu)質(zhì)量，避免出現(xiàn)空位缺陷和其它缺陷。在對(duì)聚合物體系內(nèi)部相互作用的研究中，如果采用AIREBO勢(shì)函數(shù)描述聚合物內(nèi)部原子、分子相互作用，并計(jì)算其導(dǎo)熱系數(shù)，AIREBO勢(shì)函數(shù)中Torsion勢(shì)能部分的參數(shù)選取至關(guān)重要。對(duì)碳納米管/三元乙丙橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn):在碳納米管長(zhǎng)度相同的情況下，隨著直徑的變化，復(fù)合體系所表現(xiàn)出來(lái)的導(dǎo)熱系數(shù)沒(méi)有呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，穩(wěn)定維持在100W/(m·K)左右。這是因?yàn)?/p>