基于LBM的低导热材料板强化沸腾换热机理分析

为进一步强化沸腾换热,通过在固体加热器的上壁面附近嵌入多段低导热材料板,实现了沸腾换热的受热面上的温度随空间的交替变化。采用单组分多相LBM,考察了低导热材料板的数量和间隙间距对沸腾换热性能和气泡动力学的影响,从微观角度揭示了添加低导热材料板强化沸腾换热的机理。结果表明:气泡动态行为随间隙间距的增大而发生变化,会出现气泡合并、独立生长等气泡脱离过程。结合气泡动态行为、温度场和流场分析,发现气泡首先会在间隙受热面处成核生长,脱离气泡的涡流可以促进生长气泡在受热面的横向迁移和合并过程,在一定间隙间距范围,气泡会相互融合形成较大的液桥,液桥的存在能够促进受热面气泡根部周围微层的蒸发,推动了间隙受热面处的冷流体再润湿过程。添加多段低导热材料板,间隙处热量积聚、气泡合并形成液桥、间隙受热面的再润湿、气泡横向迁移和多气泡的快速合并等这些过程的共同作用强化了沸腾换热性能。

径向温度导热材料对高温高压合成宝石级金刚石的影响

利用高温高压法合成宝石级金刚石时,其内部的径向温度场对其晶体粒度和晶体净度有重要影响。在常规合成结构基础上,选用不同径向温度导热材料以调节径向温度场进行高温高压宝石级金刚石的合成,研究了不同径向温度导热材料做为径向温度场调节材料时对晶体粒度和晶体净度的影响。结果表明,以高纯石墨片做为径向温度导热材料时,径向温度场平衡打破,为调节促进作用;以金属铁片做为径向温度导热材料时,径向温度场平衡同样打破,但为调节抑制作用。当高纯石墨片厚度为2.00mm时,其径向温度场的调节促进作用最为明显,合成的晶体粒度差异值在0.50ct以内,晶体净度A料占比达71.31%。

高导热材料非均匀分布对[火积]耗散率最小化矩形单元体构形的影响

应用构形理论和[火积]理论,研究矩形单元构造体内变截面高导热材料的非均匀分布问题,导出构造体内高导热材料非均匀分布时的[火积]耗散率,得到[火积]耗散率最小时高导热材料的最优分布,并采用释放上一级构造体最优约束方法对构造体散热性能开展进一步优化。结果显示:对于一级构造体,各单元体内的高导热材料均匀分布(每个单元体内的高导热材料用量相等)时,其[火积]耗散率最小;随着构造体级数的增加,高导热材料仍为均匀分布时,结果与一级构造体的相同,与最大温差最小时高导热材料非均匀分布的结果不同。通过释放上一级构造体最优约束可以进一步降低构造体[火积]耗散率,如三级矩形单元构造体释放该约束后其[火积]耗散率降低41.93%。理论结果对工程实际散热设计具有一定的理论指导意义。

局部地层扩孔填充导热材料强化冻结试验

针对立井冻结工程中复杂地层存在的导热性能差异大的问题,为达到对局部地层强化冻结并实现冷能优化的目的,提出了局部地层扩孔填充导热材料的冻结优化方案。为验证该方案的冻结优化效果,对富水砂土进行了单冻结管外覆导热材料的室内冻结试验及对比研究,得出不同低温盐水流量条件下,单管上下分段、有无外覆导热材料的冻结温度场分布规律及冻结壁特征。外覆导热材料冻结管可增加冻结壁厚度20.3%,降低平均温度4.5℃,增大低温盐水流量可明显增加强化冻结效果。

界面导热材料研究进展

综述了导热脂、导热胶黏剂、导热橡胶、导热胶带及相变材料等几类界面导热材料(TIMs)的组成成分、制备方法、主要性能、应用领域及其优化设计方法,并对国内外界面导热材料的发展进行了展望。

一种高导热材料导热系数测试仪的研制

对经典周期热流法进行了研究和改进,采用实验测试和数值仿真相结合的研究方法,设计开发了一套简单实用,数据可靠的高导热材料导热系数测试装置。通过编程技术,实现了数据的自动采集及处理。应用有限容积法建立二维模型,借助Visual Basic语言,开发了该测试系统在线仿真的软件系统。最后根据实验结果和文献值对该测试系统进行评价。

木质导热材料的导热性能及强化导热机理研究

为减少地热供暖过程中的能源损耗,提高传热效率,开展木质导热材料的强化导热机理及性能研究。该研究以木质材料为主要原料,碳素材料为导热材料,采用纳米发热技术和人造板制造技术相结合的工艺制备导热木质复合材料,重点研究木质导热材料的工艺优化,强化导热机理及材料导热性能。研究表明:1)当石墨填充量15%、石墨粒径2 500目、偶联剂为钛酸酯时制备的导热材料其各项力学性能指标均达到国标GB/T 11718—2009《中密度纤维板》的要求。2)最优工艺条件下材料的导热系数为0.266 W/(m·K),与普通木质复合材料的导热系数0.045 W/(m·K)相比,增大了约5倍左右。3)相同热流量的条件下,热量传递至普通木质材料表面温度为41.5℃;传递到导热材料温度为47.95℃。因此,导热材料较普通材料的导热性能有明显的提高。

电源高导热材料性能的研究

电源PCB一般应具备良好的散热性,对材料的导热性及铜厚都有较高的要求。随着电源设备向小型化和多功能化方向的发展,传统的厚铜设计已经不能满足电源的散热要求,而铜基和铝基设计在成本上又不具有优势,于是对电源高导热材料的需求越来越强烈。着重研究了利用高导热厚铜材料进行电源PCB加工的可能性,为产品的研发设计提供参考。

电绝缘导热材料的热物性研究

本文报道了两种电绝缘导热材料BeO和BN导温系数的测试结果,并对其进行了误差分析;找出它们的导温系数随温度变化的规律,为BeO和BN在防爆壳内作为电绝缘导热材料的应用,提供了热物性依据。

有机硅导热材料的主要组成剖析方法

对某导热灌封材料的主要组成进行剖析 ,并建立一种有机硅材料的定性分析方法。分析结果表明 ,灌封材料主要是以乙烯基硅氧烷和含氢硅氧烷为基料 ,并加有α -Al2 O3

航天器热管理高导热材料应用研究

航天领域的快速发展对热管理材料提出了更高的要求,根据实际应用开发的不同热控产品除导热率外,还对材料的密度、膨胀系数、耐温范围、力学强度及可加工性能等有特殊要求。从高导热材料的导热机理出发,总结了国内外高导热材料发展现状,介绍了各类金属基复合材料、碳基复合材料及高导热功能材料等在航天热管理领域应用的现状。针对航天热控技术对高导热材料的需求,结合各种高导热材料的热物理特性和工艺特点,分析了其在航天领域的应用前景。

基于Lattice-Boltzmann方法的填充型复合导热材料的导热性能数值分析

陶瓷被广泛用作催化燃烧的催化剂载体。为及时将反应热导出,避免催化剂烧结、失活,需提高陶瓷导热能力。针对通过填充高导热性的金属或无机填料的方法制成的陶瓷复合导热材料,引入二维九速度不可压格子多相Lattice-Boltzmann模型,对构造的5种规则填充形状(圆形、正八边形、正六边形、正四边形和正三角形)的陶瓷基复合材料进行了完整的二维导热过程的数值分析。结果表明,在相同的填料和填充体积分数下,三角形填充的复合材料有效导热系数最大,填充形状愈趋近圆形则有效导热系数越小。同时模拟了各填充形状下,填充材料与基体材料的导热系数之比kp/km对复合材料有效导热系数的影响。研究结果表明,孤立的导热填料对于复合材料导热系数的提高作用是有限的,当kp/km增大到一定程度,有效导热系数不再明显增加。

PA6/MgO导热材料的研究

利用导热仪和差示扫描量热仪,研究了绝缘型导热填料氧化镁(MgO)的粒径和用量对聚酰胺6(PA6)导热性能和结晶行为的影响。结果表明:PA6的热导率随MgO用量的增加而提高;相同用量时,MgO的粒径越大,其对PA6热导率的提升越大;不同粒径的MgO掺杂使用时,PA6/MgO导热材料的热导率随大粒径MgO比例的增加而提高。MgO显著促进了PA6的结晶过程,使其两个叠加的结晶宽峰变为一个尖锐的结晶峰,表明MgO的加入既促进了PA6的成核过程又促进了生长过程,使结晶速率显著提高,分步结晶过程消失,结晶过程的多层次性变弱。

氮化硼/环氧树脂绝缘导热材料的制备及性能表征

将氮化硼(BN)粉末添加到环氧树脂(EP)中,制备了BN/EP绝缘导热复合材料,并对其热导率、抗拉强度、断面SEM(扫描电子显微镜)以及热失重进行分析,同时探究随着填充量的增加,复合材料的热导率和抗拉强度的变化趋势。结果表明:当20μm的BN的填充量为30%时,由其制备的复合材料的热导率在25℃时达到了0.92W/(m·K),抗拉强度为15.5MPa。并且随着BN填充量的增加,复合材料的热导率也逐渐增加,但抗拉强度逐渐降低。热失重分析说明随着BN填充量的增加,绝缘导热材料的起始分解温度并没有太大的变化,而复合材料的热失重量逐渐减少,分解温度逐渐升高。此外,随着添加BN粒径的增大,复合材料的热导率会增大,而抗拉强度却会减小。

浅析薄小电子产品的散热设计与软性导热材料的应用

随着微电子技术的高速发展,电子产品迎来了轻、薄、小的革命,产品的散热问题也越来越严峻。文章就薄小电子产品的散热设计与软性导热材料的应用谈谈自己的看法。

一种开关电源导热材料热缩特性的研究

道康宁灌封胶作为一种常用的开关电源导热材料，在某些散热条件较差、元器件需要绝缘保护的场合，具有非常重要的作用。实际应用中，道康宁灌封胶有两种不同类型，文中重点对两种类型灌封胶的物理特性进行了对比分析和试验验证，最终给出两种灌封胶的使用指南，在实际使用中具有一定的理论指导意义。

硅油及填料对耐高温导热材料的性能影响

随着近年来科技的进步,大功率电器发热量也随之增加;对导热材料的热导率、热阻、施工工艺以及稳定性提出更高的要求。通过比较几种常见硅油、不同苯基含量的苯基硅油以及不同填料配比,研究了对导热材料综合性能的影响因素。结果表明,苯基硅油与氧化铝和氧化锌搭配的导热材料在耐高温等综合性能上的优势相对最大,适中的苯基含量以及填料的配比可以得到耐温性较好、热导率较高以及超低接触热阻的导热产品。

全球首例大功率LED应用尼龙导热材料

灯具散热系统一直以来都以铝作为材料。螳料由于导热系数很小，不能满足散热要求，所以不能用在LED散热领域。目前，帝斯曼公司推出的新型导热塑料在保持一般塑料材料的优点基础上，增加了它的导热系数，使其导热系数达到一般塑料的10-50倍。在飞利浦和帝斯曼的共同努力下，飞利浦MASTERLEDMR16新式灯具成为了全球首例大功率LED应用，其铝质外壳被一种具有热传导性能的塑料StanylTC所取代。