甲烷水合物热导率分子动力学模拟及分析

采用平衡态分子动力学方法模拟分子甲烷水合物导热性能,结合声子态密度分析甲烷分子和水分子间的能量耦合过程;探究范德华相互作用对热导率温度相关性的影响。结果表明:热导率随着甲烷分子和水分子间范德华相互作用的增强而增大。相互作用的增强令甲烷分子的振动峰值向高频区域移动,使得甲烷分子与水分子间的振动耦合作用增强,VDOS匹配程度增加,进而增大了甲烷水合物的热导率。高温下的温度相关性归因于弛豫时间声子的出现导致的非弹性散射,低温下主要受到光学声子模式和低频声子的约束影响。模拟的热导率的温度依赖性与实验结果吻合较好。     

金属薄片的粗糙表面对热传导的影响

在半经典输运理论基础上研究了垂直于金属薄样品的热传导的性质,并重点分析了热传导的样品尺寸效应和粗糙表面对热阻率的影响。     

用熔冰法测量不良导热体的热导率

透过不良导热体的热量可通过其熔解冰块的质量测出,由此设计出一种新方法来测定不良导热体的热导率。     

太阳真空集热管真空度测量模型的特性参数分析

从气体动理论出发,分析了太阳真空集热管真空度测量的负压腔模型的动态特性,并重点讨论了分子速度、热导率等参数与真空度测量之间的内在联系。     

温度和压力对砂岩热导率的影响及温压校正计算方法

岩石热导率是岩性分析的重要参数,而温度和压力是影响岩石热导率的2个重要因素.本文收集了不同温度和压力条件下的实验室砂岩测试数据36个,对这些测试数据进行了温度校正以及压力校正.砂岩样品测试的温度范围为2～250℃,压力范围为0.1～200 MPa,实验室测出的热导率范围为2.34～2.91 W/(m·K).首先根据测试数据分析温度和压力对热导率的影响,探讨了岩石热导率随温度的升高而降低,随压力的增大而增大的规律;然后,利用多元拟合的方法,确定了热导率随温度、压力变化的经验公式;再通过拟合和插值的方法,进行温度校正和压力校正,计算不同温压条件下热导率的预测值;最后,利用数值算例验证该方法的有效性.研究结果对不同岩样的热导率温压校正计算具有参考意义.     

河北省承德地区大地热流

地温监测孔长期地温监测资料显示,承德市地区恒温带深度是20m,恒温带温度是9.9℃。结合承德上板城镇CD-01地热地质勘探孔测温资料,本文利用恒温带温度、井底温度数据,通过回归分析方法,获取了钻孔真实地温分布信息。采集CD-01钻孔90块岩心样品,测试了岩石热物性参数。CD-01钻孔大地热流计算结果是46.4 mW/m2,高于早期承德地区大地热流研究成果（44.8 mW/m2和30.1 mW/m2）,但都低于我国大陆地区平均热流值（60.4±12.3 mW/m2）和全球大陆地区平均热流值（65.0±1.6 mW/m2）,为低热流值,反映了承德地区的低热流背景。     

六钛酸钾晶须掺杂改性气凝胶的结构和性能

以六钛酸钾晶须（PTW）为遮光剂,掺入SiO₂气凝胶中降低气凝胶的热导率。研究偶联剂的种类和添加量、PTW掺入量对气凝胶热导率、密度和比表面积等性能的影响。采用X线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）对气凝胶进行表征。结果表明:0.5 mL KH550对10 g PTW进行表面改性后,将PTW按照质量分数28.57%掺入SiO₂气凝胶中可使其热导率降至0.023 55 W/（m·K）。PTW在气凝胶中保持原有的晶体结构,SiO₂仍保持无定形网络结构。     

石墨烯纳米带热导率的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的热导率随温度变化的关系.通过在纳米带长度方向上施加周期性边界条件,利用Tersoff作用势和Fourier定律计算热导率.由于模拟尺寸较小时热导率随纳米带长度的增加而单调增加,为了减小长度对石墨烯纳米带热导率的影响,采用倒数拟合的方法消除了尺寸效应.模拟结果表明,石墨烯纳米带热导率随温度升高逐渐减小,这与高温下Umklapp散射作用的增强有关.结果还表明,在实际宽度近似相等的条件下,锯齿形纳米带的热导率明显高于扶手椅形,且对相同类型的纳米带,其热导率随宽度的增加而增加,表明纳米带的手性和宽度是影响石墨烯纳米带导热性能的重要参数.     

新型超硬材料R3m-BC2N的弹性及其各向异性的研究

本文运用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法首先计算了R3m-BC2N的弹性普适各向异性指数AU及各向异性分数比AB,AG,表明R3m-BC2N是弹性各向异性材料.然后研究了不同晶向上的拉伸与剪切的应力应变曲线.由于其各向异性,在[1000]和[0001]晶向上R3m-BC2N显脆性,而在(0001)[0010]晶向上材料具有较强的韧性.接着利用声学波速计算得到传播方向为[0001],(0001)上的热导率,显示了此材料的热导率各向异性.最后计算其电子结构,得到其禁带宽度为3.756eV.综上,所有研究都为实验合成R3m-BC2N提供了一定的理论基础.     

LED封装用玻璃/Al2O3系LTCC基板材料的性能

以硼硅玻璃和Al2O3陶瓷粉料为原料,通过改变玻璃和Al2O3质量比(60∶40～40∶60),采用低温烧结法制备低温共烧多层陶瓷基板(LTCC)材料。采用热膨胀仪、电子万能试验机、导热仪、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻抗分析仪表征样品的性能。结果表明:样品在烧成温度超过650℃以后,开始出现快速的收缩。随着Al2O3含量增加,样品的密度先增加后减小,烧结收缩率减小。随着样品密度下降,样品的热导率(λ)、抗弯强度(σ)和介电常数(εr)降低,介电损耗(tanδ)恶化。当Al2O3质量分数为45%时,复相材料于875℃烧结致密,显示出较好的性能,λ=2.89 W/(m.K),σ=203.1 MPa,εr=7.66,tanδ=9.1×10-4(于10 MHz下测试)。