AlN/碳纤维混合填充橡胶复合材料的导热性能 被引量：8

1

作者 张晓光 盖鹏兴 +2 位作者 张宝库 唐元政 何燕 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期2403-2410,共8页

高导热橡胶复合材料由于其具有耐腐蚀、电绝缘等优点,被广泛应用于航空、航天、电子等需散热的工业领域中.在橡胶基体中填加高导热填料是提高复合材料导热性能的最有效、最常用的方法,通常采用单一填料如炭黑、金属粒子、碳纤维、碳纳... 高导热橡胶复合材料由于其具有耐腐蚀、电绝缘等优点,被广泛应用于航空、航天、电子等需散热的工业领域中.在橡胶基体中填加高导热填料是提高复合材料导热性能的最有效、最常用的方法,通常采用单一填料如炭黑、金属粒子、碳纤维、碳纳米管等填充橡胶基体,但单一填料填充时往往需要高填充量来获得高导热性能,造成工艺复杂、生产成本高等问题.本文采用两种混合填料填充橡胶基体,考虑填充型复合材料的微观结构形态与填料空间位置的随机性,基于随机顺序添加算法与均匀化理论,建立球形氮化铝(AlN)和碳纤维(Nippon CN-90)混合填料填充复合材料的三维随机代表体积单元RVE(representative volume element)模型.运用ANSYS软件对其进行数值模拟研究,讨论了两种填料空间分布、体积配比以及填料含量对复合材料导热性能的影响.结果表明,由于碳纤维具有明显的取向性,混合填充复合材料各方向上的热导率表现出差异性,各方向热导率的平均值可宏观表征复合材料的热导率;球形AlN和碳纤维混合填充复合材料时,碳纤维对复合材料热导率起主导作用,复合材料热导率与填料体积配比大致呈线性增长关系;碳纤维填充体积分数一定时,球形AlN含量增加,复合材料热导率缓慢增大,球形AlN填充体积分数一定时,碳纤维含量增加,复合材料热导率迅速增大;混合填充可以在较低碳纤维体积分数情况下获得更高导热性能的复合材料. 展开更多

关键词 混合填料 复合材料 导热性能 数值模拟 氮化铝 碳纤维

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改性氮化铝/三元乙丙橡胶复合材料导热性能和力学性能的研究 被引量：7

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作者 张娜 杨刚 +2 位作者 马连湘 何燕 唐元政 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第2期182-186,共5页

选用三元乙丙橡胶（EPDM）为基胶，氮化铝（A1N）为导热填料，通过酚醛树脂（PF）对氮化铝进行表面改性处理，增加其在橡胶基体中的分散性。利用接触角和TGA测试表征改性效果。将改性前后的氮化铝分别填充到三元乙丙橡胶中，研究酚醛树... 选用三元乙丙橡胶（EPDM）为基胶，氮化铝（A1N）为导热填料，通过酚醛树脂（PF）对氮化铝进行表面改性处理，增加其在橡胶基体中的分散性。利用接触角和TGA测试表征改性效果。将改性前后的氮化铝分别填充到三元乙丙橡胶中，研究酚醛树脂改性氮化铝对复合材料的导热性能及力学性能的影响规律。结果表明：改性后氮化铝表面自由能均减小，氮化铝表面包覆了有机基团，减弱了其在橡胶基体中的团聚作用。热分解曲线可以说明，3种改性配比（1#～3#，m（PF）：m（A1N）=1：5，1：4，1：3）氮化铝的酚醛树脂包覆量为1#〈2#〈3#，填充改性后氮化铝的复合材料导热性能均有不同程度的提高，而力学性能均有所降低。综合考虑，酚醛树脂改性氮化铝的最佳质量配比为m（PF）：m（A1N）=1：4。 展开更多

关键词 氮化铝 酚醛树脂 三元乙丙橡胶 复合材料 热导率

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单壁碳纳米管受限空间内水的分布 被引量：3

3

作者 孙志伟 何燕 唐元政 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1-8,共8页

碳纳米管管腔作为分子物质的纳米通道,其储存或输送水的能力具有重要研究价值.为了研究碳纳米管管腔受限空间对水分子团簇结构和分布的影响,本文采用分子动力学方法探究了管径、手性和温度对单壁碳纳米管管腔内水的结构和分布的影响.结... 碳纳米管管腔作为分子物质的纳米通道,其储存或输送水的能力具有重要研究价值.为了研究碳纳米管管腔受限空间对水分子团簇结构和分布的影响,本文采用分子动力学方法探究了管径、手性和温度对单壁碳纳米管管腔内水的结构和分布的影响.结果表明:在常温下,管径尺寸范围为1.018—1.253 nm的单壁碳纳米管管内易形成有序的多元环水结构,此范围以外碳纳米管管内难以形成水的有序结构;且随着管径尺寸增大,多元环水呈现由三元环至六元环的结构变化;范德瓦耳斯势分布分析表明,在上述管径范围内,水分子趋向于贴近碳纳米管管壁分布而形成水的有序结构.对比管径尺寸差别较小的碳纳米管,其手性对多元环水结构影响不大.多元环水结构的稳定性表现出温度依赖性,管径较大的碳纳米管内的多元环水的有序结构更易随温度升高而消失. 展开更多

关键词 受限空间 单壁碳纳米管 水 范德瓦耳斯势

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橡胶拉伸行为的分子动力学模拟 被引量：2

4

作者 何燕 蒋英男 +3 位作者 唐元政 陈浩 马连湘 李康 《橡胶工业》 CAS 2019年第6期409-412,共4页

采用分子动力学方法,在相同的全原子模型、聚合度及温度和压力条件下,对天然橡胶(NR)、杜仲橡胶[反式-1,4-异戊二烯橡胶(TPI)]和顺丁橡胶(BR)分子模型的拉伸行为进行模拟,研究拉伸过程中分子模型的应力-应变、能量、均方位移和均方回转... 采用分子动力学方法,在相同的全原子模型、聚合度及温度和压力条件下,对天然橡胶(NR)、杜仲橡胶[反式-1,4-异戊二烯橡胶(TPI)]和顺丁橡胶(BR)分子模型的拉伸行为进行模拟,研究拉伸过程中分子模型的应力-应变、能量、均方位移和均方回转半径的变化。结果表明:NR分子模型与TPI分子模型的拉伸性能基本一致,BR分子模型的应力响应较前两者更大;橡胶的拉伸性能与其分子中原子的流动性关联性很大。 展开更多

关键词 橡胶 拉伸行为 分子动力学 分子模拟 均方位移 均方回转半径

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碳纳米管/聚乙烯导热系数分子动力学模拟 被引量：2

5

作者 何燕 姚明坤 唐元政 《弹性体》 CAS 2017年第5期28-33,共6页

采用平衡分子动力学模拟方法研究了碳纳米管(CNT)/聚乙烯(PE)复合材料的导热系数。结果表明,使用长度为0.738nm的单壁CNT填充,CNT/PE复合材料的导热系数可达7.2 W/(m·K),增加CNT的填充量,复合材料的导热系数值随之增大;由于官能团... 采用平衡分子动力学模拟方法研究了碳纳米管(CNT)/聚乙烯(PE)复合材料的导热系数。结果表明,使用长度为0.738nm的单壁CNT填充,CNT/PE复合材料的导热系数可达7.2 W/(m·K),增加CNT的填充量,复合材料的导热系数值随之增大;由于官能团改性造成的CNT缺陷阻碍了CNT自身热传导过程中声子的传播,官能团改性CNT填充虽然也能很大程度地提高了复合材料的导热系数,但其效果却不及CNT,模拟结果表明,CNT可成为提高PE导热性能的优良添加剂。 展开更多

关键词 碳纳米管 聚乙烯 导热系数 分子动力学

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结晶器液压振动控制系统的研发与应用 被引量：1

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作者 刘吉 龙灏 唐元政 《机械与电子》 2010年第S1期175-178,共4页

本文介绍了采用西门子TDC开发的一套用于连铸机结晶器液压振动的控制系统,并对几种非正弦振动曲线进行了对比。该系统利用InTouch/WinCC开发了友好的人机界面和采用ibaPDA实现了高效的数据采集,在柳钢、新疆八钢、新余钢铁、天津天铁、... 本文介绍了采用西门子TDC开发的一套用于连铸机结晶器液压振动的控制系统,并对几种非正弦振动曲线进行了对比。该系统利用InTouch/WinCC开发了友好的人机界面和采用ibaPDA实现了高效的数据采集,在柳钢、新疆八钢、新余钢铁、天津天铁、重钢等多台板坯和方坯连铸机上应用,响应速度快,控制精度高,完全满足了工业生产的要求。 展开更多

关键词 连铸 结晶器 液压振动 非正弦

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热激励下碳纳米管与水混合体系传质传热的分子动力学模拟 被引量：1

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作者 唐元政 刘增 +1 位作者 何燕 蒋英男 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2019年第2期229-232,共4页

爆发沸腾换热和纳米流体传热具有很重要的理论和实用意义.但由于爆发沸腾传热过程中,液体内部空间温度梯度大,相变速度快,表现出一定的特殊性,纳米流体传热对其传热过程机理的研究,往往需要在实验条件难以实现的空间和时间极限下,充分... 爆发沸腾换热和纳米流体传热具有很重要的理论和实用意义.但由于爆发沸腾传热过程中,液体内部空间温度梯度大,相变速度快,表现出一定的特殊性,纳米流体传热对其传热过程机理的研究,往往需要在实验条件难以实现的空间和时间极限下,充分研究液相和气相内部的温度、压力和运动状态及其空间分布.采用分子动力学的方法,通过对比研究纯水和碳纳米管/水混合体系爆发沸腾过程,对两种体系密度分布、温度场和应力场研究和对比分析,揭示碳纳米管/水混合体系的强化换热机理,探究碳纳米管对混合体系爆发沸腾换热和纳米流体传热的促进作用. 展开更多

关键词 温度场 爆发沸腾 分子动力学 碳纳米管 纳米流体

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不同CO_2浓度下负直流电场对C_3H_8/O_2/Ar/CO_2预混火焰的影响规律

8

作者 孟祥文 李震 +2 位作者 唐元政 何燕 吴筱敏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期5229-5236,共8页

为了揭示电场对火焰效应与火焰传播速率的关系,在定容燃烧弹上研究了常温常压下、负直流电场(U=0、-5、-10 kV)对当量燃空比φ为1.0的C_3H_8/O_2/Ar/CO_2预混火焰影响规律随混合气中CO_2掺混浓度(混合气中CO_2体积分数分别为0、10%、15%... 为了揭示电场对火焰效应与火焰传播速率的关系,在定容燃烧弹上研究了常温常压下、负直流电场(U=0、-5、-10 kV)对当量燃空比φ为1.0的C_3H_8/O_2/Ar/CO_2预混火焰影响规律随混合气中CO_2掺混浓度(混合气中CO_2体积分数分别为0、10%、15%、20%)的变化关系。实验结果表明:给定加载电压,随着CO_2掺混浓度的增大,C_3H_8/O_2/Ar/CO_2预混火焰传播速率降低,规范化火焰变形率与平均火焰传播速率变化率均增大。当U=-10 kV时,CO_2掺混浓度为0、10%、15%、20%时对应的平均火焰变形率分别为1.01、1.31、1.80、3.12,平均火焰传播速度变化率分别为10.87%、17.87%、19.16%和34.63%。研究结果表明负直流电场对C_3H_8/O_2/Ar/CO_2火焰传播的促进效应随着火焰传播速率的降低而显著增强。 展开更多

关键词 CO2掺混浓度 直流电场 预混火焰 变形率 火焰传播速率

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大型板坯连铸控制系统

9

作者 张亚琴 唐元政 曾祥宁 《工业仪表与自动化装置》 2001年第1期26-29,共4页

本文结合某钢厂大型板坯连铸机的设计 ,重点叙述了在引进“二手”板坯连铸设备的基础上 ,配置全新“三电”

关键词 板坯连铸 控制控制 连铸机

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环境温度和碳纳米管拔出速度对天然橡胶基体温度的影响

10

作者 马连湘 陈浩 +2 位作者 何燕 蒋英男 唐元政 《橡胶工业》 CAS 2020年第7期489-494,共6页

采用分子动力学模拟碳纳米管从天然橡胶基体中的拔出过程,研究环境温度和碳纳米管拔出速度对橡胶基体温度和碳纳米管受力的影响。结果表明:碳纳米管拔出速度越大,橡胶基体温度升高越明显,且环境温度越高,拔出速度对橡胶基体温度的影响... 采用分子动力学模拟碳纳米管从天然橡胶基体中的拔出过程,研究环境温度和碳纳米管拔出速度对橡胶基体温度和碳纳米管受力的影响。结果表明:碳纳米管拔出速度越大,橡胶基体温度升高越明显,且环境温度越高,拔出速度对橡胶基体温度的影响越显著;碳纳米管拔出时,橡胶基体存在明显的粘附层和滑移层,滑移层温度不均匀升高且滑移层随着环境温度升高而外移;碳纳米管受力分析进一步说明橡胶基体温度随着碳纳米管拔出速度增大和环境温度升高而升高。 展开更多

关键词 天然橡胶 碳纳米管 分子动力学 受力分析 拔出速度 环境温度 橡胶基体温度

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结合数值模拟的传热学虚拟仿真实验教学实践

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作者 唐元政 薛娟 何燕 《中文科技期刊数据库（文摘版）教育》 2021年第6期190-191,共2页

结合数值模拟的虚拟仿真实验教学是传热学实验教学的重要手段之一。本文在阐明传热学实验教学和青岛科技大学传热学课程特色基础上,探讨了开展结合数值模拟的虚拟仿真实验教学的重要性,并通过案例说明了其对提升传热学实验教学效果的推... 结合数值模拟的虚拟仿真实验教学是传热学实验教学的重要手段之一。本文在阐明传热学实验教学和青岛科技大学传热学课程特色基础上,探讨了开展结合数值模拟的虚拟仿真实验教学的重要性,并通过案例说明了其对提升传热学实验教学效果的推动作用。 展开更多

关键词 传热学 实验教学 数值模拟 虚拟仿真

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