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文档简介

1、导热高分子的导热机理导热模型学校名称：华南农业大学院系名称：材料与能源学院时 间：2017年2月27日|隔育掰删wo戦湃1.导热模型对于填充型高分子材料，除了导热机理的研究，许多研究者也提出了不少 导热模型对不同形状填料（粉末、粒子、纤维等）填充的两相体系导热材料的导热 率进行预测，如 Maxwell-Eucken , Bruggeman , Nielsen和 Cheng-Vochen的两相模型理论以及其他一些模型理论如Russell,Jefferso和Peters on等。1.1 Maxwell-Eucke n方程Maxwell采用势理论推导了在均匀连续介质中随机分布球形粒子填充复合 材料的

2、电导率计算公式，Eucken在其基础上将电导率换为热导率，得到 Max-well-Eucken方程，如式 所示(3)二 ” k +2入 +2卩2 （入2 入） k +2入一2儿（入一入）分散相粒于的体积分数争Maxwell模型是最早的导热模型，在体系的填料量比较低时，这个模型能 够很好地预测其热导性，但在分散相含量较高时，实验数据则与理论曲线有较大 差异。出现这种差异的原因是Maxwell模型推导的前提就是分散相粒子在基体中 极稀分散。1.2 Bruggema n 方程Bruggeman在研究中发现，导热填料粒子的含量很高时，粒子间会出现 相互堆积和相互作用。它采用微分的方法，对微小的增加量d

3、v，推导出Maxwell 方程的微分形式，如式 所示，对式 积分得Bruggeman方程，如式 所示。dX=3X-dfZ-X)+2X)(iQgiqr(4)(5)1.3 Cheng-Vochen 模型在Tsao的概率模型基础上，Che ng假定填料的分布服从高斯分布，分布常数为基体相体积分数的函数，然后根据分布函数预测复合材料的热导率，模Ml!猾掰楸轍湃入+b(“一入)1/2+b/2 ca2-)i1/2入 +B a2 ) y2 B/l C(h 入)|/2型的公式如式(6) (8)所示。In(6)(7)(8)2.4 Nielse n模型Nielse n应用求解复合材料性能的常用公式H alpi n-T sai料热导率经验方程，如式(9) 一 (12)所示入=Xi1+0隈1 卩2作为复合材(9 )理=心一1(10)(II)仃一Km )(12)式中Ke爱因斯坦系数A与粒子的形态和取向方式有关的常数与各组分热导率有关的常数与粒子的最大堆积体积百分数几有关 f分散粒子最紧密堆砌时的粒于体积百分 数A和Vm在文献中有许多建议值。Nielsen模型考

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