稀释制冷技术

稀释制冷机作为一种可以获取10 mK以下极低温度的制冷技术,广泛应用于量子计算、凝聚态物理等领域,已经成为极低温区的主流技术.目前国际上干式稀释制冷机的研究和应用已经较为成熟,但是对其他类型的稀释制冷机研究较少,研究工作还不够全面系统.本综述围绕稀释制冷技术的研究现状,系统介绍了其根本机理和制冷原理,梳理了稀释制冷机的多种实现形式,讨论了各种形式的优缺点和研究进展.基于地面应用的典型稀释制冷机,结合实际情况,系统总结并分析了影响其制冷性能的内在、外在因素,为稀释制冷技术研究提供技术参考.

石墨烯基环氧树脂复合热界面材料的制备及热性能

采用氧化还原法制备的石墨烯作为改性材料,研究石墨烯的含量及其还原程度对环氧树脂热导率的影响,并进一步测定复合热界面材料的热导率在高温下的稳定性。结果表明:石墨烯可以大幅提高环氧树脂的热导率,加入质量分数为15%的石墨烯可以使环氧树脂的热导率提高2 300%。石墨烯表面的剩余官能团对产物的热导率也有显著的影响,表面官能团可以充当声子输运通道并减小界面间的Kapitza热阻,但是过多的表面官能团会减小石墨烯的本征热导率。另外,通过优化石墨烯的还原程度及尺寸,提高了复合材料产物热导率在高温下的稳定性。

纳米氮化硼/氧化石墨烯/聚氨酯基复合材料的制备及其导热和力学性能

采用一种高能量密度的介质搅拌磨在添加高分子分散剂情形下将硅烷偶联剂改性后的六方氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯均匀预分散在高黏度聚氨酯预聚体中,而后加入扩链剂交联,制备了纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料。分别探究了硅烷偶联剂改性氮化硼颗粒和氧化石墨烯的改性效果、分散剂对氧化石墨烯的分散效果以及单一和混合掺入氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯的含量对其聚氨酯基复合材料导热和力学性能的影响。另外,通过等效介质模拟计算和分析了氮化硼纳米颗粒或氧化石墨烯与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率。采用激光导热仪、耐磨试验机、Shore硬度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪及红外成像仪对样品的改性分散效果、导热及力学性能进行表征。结果表明,通过改性后的纳米无机颗粒与聚氨酯基体相容耦合性好;当改性纳米氮化硼和氧化石墨烯的掺入量分别为10%和2%(质量分数)并有效分散在聚氨酯基体中时,其聚氨酯基复合材料的热导率为(0.671±0.033)W/(m·k),相对于未掺入纳米颗粒的聚氨酯材料(0.233 W·m–1·K–1),提高了188%。这主要归因于在有效分散的条件下掺入改性纳米氮化硼或氧化石墨烯可使其与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率降低。另外,经力学性能测试表明,改性纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料的Shore硬度和磨损率分别为91和2.03%,相对于未掺入纳米无机颗粒的聚氨酯材料,分别提高了4.12%和降低了26.63%。