用于降低吸附床接觸熱阻的導熱復合材料研究.pdf

1、面對如今嚴峻的能源問題和環(huán)境問題，將吸附式制冷技術作為蒸汽壓縮制冷技術的補充和替代是一個良好的解決方案。近年來，國內(nèi)外學者對吸附式制冷做了大量研究工作，為吸附式制冷的工程應用奠定了基礎。關于吸附床強化傳熱傳質(zhì)也有大量的研究成果，但是目前為止，對于降低吸附床和吸附劑之間較大的接觸熱阻，從而進一步提高吸附床的換熱能力還沒有有效、易行的解決辦法。本文研制了一種耐溫高導熱復合材料，可應用于吸附劑與吸附床之間，用來降低吸附劑與吸附床之間的接觸熱阻

2、。具體內(nèi)容如下:
　　首先為評價導熱復合材料的導熱性能，搭建了基于穩(wěn)態(tài)法的導熱系數(shù)測試實驗臺。本文詳細介紹了該實驗臺的工作原理，結構組成，測試步驟，并結合文獻，采用304L不銹鋼樣品對測試實驗臺的精度進行了標定。結果顯示實驗臺的最大誤差為7.1％。之后從測試原理，計算模型和加工過程等方面分析了產(chǎn)生此誤差的原因。
　　然后以環(huán)氧樹脂E-44為基體，二氨基二苯基甲烷(DDM)為固化劑，微米級Al2O3為導熱填料制備了耐溫高導熱復

3、合材料。隨著導熱填料用量的增大，復合材料的導熱性能也隨之增大。但是升高過程不是線性的，而是在導熱網(wǎng)鏈形成之前處于緩慢上升狀態(tài)，一旦導熱網(wǎng)鏈形成導熱性能迅速提高。
　　關于填料粒徑，本文選用了10μm和35μm的Al2O3粒子進行研究。實驗結果表明，采用10μm粒子作導熱填料的復合材料導熱系數(shù)較高。采用Agari方程對實驗結果進行擬合，從理論上解釋了該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。將兩種粒徑粒子按不同比例混合可以獲得比單獨一種粒子都要高的導熱能力

4、，而且以1∶1的比例混合兩種粒子，獲得的復合材料導熱能力最好。
　　為了改善填料與基體間的界面性能，將填料粒子用硅烷偶聯(lián)劑KH-560處理。測試了經(jīng)不同濃度偶聯(lián)劑處理后的復合材料導熱性能，當偶聯(lián)劑KH-560的濃度為8％時，復合材料導熱性能最好。由于經(jīng)過偶聯(lián)劑處理的填料粒子加入基體中之后，體系的粘度變大。為了降低體系粘度，提高填料粒子的分散性能，向體系中加入了一定濃度的稀釋劑。加入稀釋劑后可有效提高復合材料的導熱能力，但是并不是越

5、多越好，質(zhì)量分數(shù)為40％時效果最好。
　　由于影響復合材料導熱性能的因素眾多，為了找到合適的配比方案，同時研究各因素間的相互影響，本文制訂了5因素5水平的正交實驗表，對上述因素進行正交實驗綜合分析，并得出最佳實驗配比方案。
　　以此實驗配比方案為基礎，配制耐溫高導熱復合材料將其涂抹在模擬的吸附床和吸附劑之間，利用最小二乘法計算出涂抹復合材料后吸附床和吸附劑之間接觸熱阻的大小，并和文獻中的接觸熱阻進行比較。結果顯示使用本材料后