聚合物-中空微球復(fù)合材料傳熱性能及機理的研究.pdf

1、該工作中分析了聚合物/中空微球復(fù)合材料傳熱的基本機理.指出,熱的傳遞是以熱傳導(dǎo)方式為主;由于中空微球?qū)嵯禂?shù)低,當(dāng)熱流遇到中空微球時將會出現(xiàn)分流;熱流在復(fù)合材料中傳遞的路徑變長并復(fù)雜化,導(dǎo)致復(fù)合材料的傳熱性能下降.從傅立葉熱傳導(dǎo)方程出發(fā),根據(jù)最小熱阻力法則、比等效導(dǎo)熱系數(shù)相等法則及熱阻并串聯(lián)原理,選取了復(fù)合材料中的一個單元,推導(dǎo)出描述聚合物/中空微球復(fù)合材料有效導(dǎo)熱系數(shù)的表達式.理論預(yù)測結(jié)果表明,隨著中空微球填充體積分?jǐn)?shù)的增加,復(fù)合材料

2、的導(dǎo)熱系數(shù)呈近似線性減小.制備了聚丙烯/中空硼硅酸鹽微球復(fù)合材料及試樣,并測試了試樣的導(dǎo)熱系數(shù)值.應(yīng)用實驗結(jié)果驗證了數(shù)學(xué)模型并與數(shù)值模擬結(jié)果相比較.結(jié)果顯示,導(dǎo)熱系數(shù)的實測值與理論預(yù)測值和數(shù)值模擬結(jié)果有良好的一致性.這表明,該工作中所建立的聚合物/中空微球復(fù)合材料傳熱數(shù)學(xué)模型和模擬模型是合理和可行的.應(yīng)用掃描電子顯微鏡觀察了聚丙烯/中空硼硅酸鹽微球復(fù)合材料試樣的沖擊斷面形貌結(jié)構(gòu).結(jié)果表明,中空微球在樹脂基體中分布較均勻,且未見破損,這意