GNPs改性环氧3D编织复合材料导热特性研究

石墨烯纳米片(Graphene nanoplatelets,GNPs)改性3D编织复合材料将GNPs与编织物有机融合,有望协同提高材料导热特性。然而,3D编织复合材料内胞和表胞呈现出不同的导热特性,加之GNPs的协同改性作用,增加了材料导热特性研究难度。本文紧扣GNPs改性3D编织复合材料细观结构特征,以GNPs改性树脂等效热导率表征为基础,基于周期性温度边界条件,构建材料的多胞有限元热物理分析模型,详尽研究了GNPs含量、编织角和纤维体积分数等对各胞元热导率的影响规律。分析表明:随着GNPs含量增加,3D编织复合材料导热特性逐步提升。随着编织角增加,GNPs改性3D编织复合材料横向热导率迅速增加而纵向热导率下降;同时,GNPs改性3D编织复合材料热导率随纤维体积分数增加而提升。上述规律为GNPs改性3D编织复合材料导热性能设计提供了坚实的理论基础。