基于分形理論的高性能碳泡沫制備及熱性能研究.pdf

1、碳泡沫是一種多孔輕質(zhì)固態(tài)碳材料，它以碳原子為骨架，碳原子間相互堆積而成。碳泡沫有許多特性，如高溫耐受性，熱導(dǎo)可調(diào)性，電導(dǎo)可調(diào)性，以及較大的比表面積和開孔結(jié)構(gòu)等，這使得它在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，如熱管理、微波吸收、超級電容器、航空航天領(lǐng)域、催化劑載體以及各類電極應(yīng)用等。但是由于碳泡沫材料具有非規(guī)則的幾何形態(tài)，對碳泡沫材料的熱性能的研究一直是通過實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)而非定量計(jì)算的方法來分析。同時(shí)要使得碳泡沫能在各種環(huán)境下有更廣泛的應(yīng)用，必須使得碳

2、泡沫的強(qiáng)度足夠高，熱性能及機(jī)械性能達(dá)到可控。
　　 本論文基于分形理論，對碳泡沫的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，在實(shí)驗(yàn)獲取這種泡沫截面的基礎(chǔ)上，采用計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)，基于分形理論對碳泡沫結(jié)構(gòu)的分形特性進(jìn)行了研究，計(jì)算了其剖面的分形維數(shù)，在此基礎(chǔ)上，建立了一種基于分形的材料結(jié)構(gòu)模型和簡化的導(dǎo)熱模型，并利用等效熱阻法計(jì)算了其導(dǎo)熱系數(shù)，從而定量地分析了泡沫熱性能的影響因素。結(jié)果表明，該方法的計(jì)算值與報(bào)道的實(shí)測數(shù)據(jù)吻合，因此該分形模型是合理的