大功率LED阵列散热结构热分析

在自然对流冷却状态下,不同的散热结构对大功率LED阵列散热性能有显著影响。采用有限元分析法,对不同散热模型进行了分析并得到工作稳定时的热分析图;对比直片形、弧形、弧钉形散热结构的散热效果,逐步得出弧钉形散热结构散热效果最好,使得空腔以及芯片处温度均在合适的范围内,灯具的使用寿命达到近40000h。另外,模拟得出在普通散热设计中,灯具适合的功率约为13．75w。通过有限元法仿真模拟得出较为合理的结果,有效地减少了实验损耗。     

多壁碳纳米管压缩与弯曲时屈曲的ANSYS模拟

壳模型是研究碳纳米管力学行为时广泛采用的模型,但模型的等效厚度与碳管的物理厚度差别较大,长期存在争议.特别是当壳模型用于多壁碳纳米管分析时,层间作用需要额外考虑.提出碳纳米管的三明治式连续介质模型,用三层连续介质模拟一层碳管：内层模拟层内σ-键,两外侧层模拟层间范德华作用和π-键.该模型可直接利用有限元方法分析多壁碳纳米管的力学行为,且与已有分子动力学等计算结果比较,表明了该模型的有效性.     

多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料的制备及表征

采用化学气相沉积法(CVD)制备多壁碳纳米管(MWNTs),并用酸纯化多壁碳纳米管(MWNTs).为了改进碳纳米管在聚合物中的性能,采用化学修饰法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯酸(MWNTs/PAA)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.实验结果表明,聚丙烯酸能均匀地包覆在碳纳米管表面,而且多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料能很好地分散在水和苯丙乳液中.     

多壁碳纳米管与基体之间界面热输运分子动力学模拟

碳纳米管与基体之间的热耦合对纳米结构界面热输运起主导作用。采用非平衡态分子动力学模拟了垂直生长多壁碳纳米管与Si基体之间的热耦合,得到界面热导的温度效应和作用力效应并利用声子输运理论进行了分析。低温下多壁碳纳米管与Si之间声子的态密度匹配较好,界面热输运能力主要取决于界面两侧低频声子的耦合振动,高温下近界面区域内热输运能力受高频声子的非弹性散射影响而逐渐增强。随着范德瓦尔斯力增强,界面热导线性增大。     

有限元方法的小管径单壁碳纳米管杨氏模量预测

针对小管径单壁碳纳米管性能参数在实验中测量困难,以及现有计算机模拟方法时间长的问题,采用分子结构力学理论结合有限元方法,对小管径单壁碳纳米管的杨氏模量进行了研究.基于ANSYS软件平台,利用参数化设计语言建立了扶手椅形、锯齿形、螺旋形单壁碳纳米管分子三维有限元模型.在纯轴力作用下,对单壁碳纳米管分子模型进行加载,并考虑管径厚度和手性,得出了单壁碳纳米管的杨氏模量值.模拟结果表明,单壁碳纳米管的杨氏模量值在0.9-1.14 TPa之间,具有随管径和螺旋角增加而增大的趋势,且在小管径范围内具有尺度效应.     

碳纳米管结构参数对其介电性能的影响

碳纳米管是一种应用非常广泛的电磁材料,研究其复介电常数的计算不仅能了解其介电性能规律,而且对材料的设计具有重要意义.基于碳纳米管的等效传输线模型,建立了微波场作用下多壁碳纳米管管壁间电容和量子电容的联接模型,推导了多壁碳纳米管等效传输线的阻抗公式.基于复电导率与复合材料阻容网络模型,建立了多壁碳纳米管复合材料复介电常数...     

层间耦合对多壁纳米碳管光学特性影响的研究

研究了耦合效应对多壁纳米碳管非线性光致发光的影响.采用π 轨道紧束缚模型,从理论上得到了层间耦合会减小多壁碳纳米管的带隙和电子跃迁几率.从而说明了多壁碳纳米管的荧光很难观察到的原因.     

成形工艺对碳纳米管/聚苯胺导电性能影响

探讨一种新型阵列式碳纳米管／聚苯胺材料的复合方法,采用CVD法制备多壁阵列式碳纳米管,采用原位聚合法将其与苯胺单体结合,制备出聚苯胺／碳纳米管复合材料,研究了氧化剂与苯胺单体比例、碳纳米管加入时间、搅拌速度等工艺因素对复合材料导电性能的影响。试验结果表明当氧化剂与苯胺单体比例为1／2、碳纳米管最初加入时电导率达到最大,搅拌速度影响很小。     

羟基化碳纳米管/聚己内酯复合材料的结构和力学性能!

将羟基化多壁碳纳米管在超声波作用下均匀分散于己内酯单体中,通过原位微波辅助开环聚合的方法制备了聚己内酯/羟基化多壁碳纳米管复合材料.羟基化多壁碳纳米管的引入明显提高了聚己内酯材料的强度和模量,但是断裂伸长率却随着羟基化多壁碳纳米管含量的增加而持续降低.羟基化多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度和杨氏模量可提高至纯聚己内酯材料的2倍.利用扫描电镜、X线衍射、红外光谱和示差扫描量热分析揭示了纳米复合材料断裂形貌、结晶情况和热性质,进而探讨了羟基化多壁碳纳米管对提高力学性能的作用机制.     

十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物的制备及NO吸附性能

为制备在室温下对NO吸附性能优异的材料,采用十六烷基胺并通过化学缩合的方法对多壁碳纳米管进行了修饰,制备了十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物,并分别采用TG-DSC,XRD,FT-IR,Raman,SEM等技术对所制备的复合物进行了表征.研究表明:十六烷基胺通过酰胺键修饰在多壁碳纳米管表面,经十六烷基胺修饰的碳纳米管结构基本没有发生变化.原位TG-MS结果表明:在室温下,经十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管的NO吸附量是纯碳纳米管的8.58倍,其选择性吸附NO能力较纯碳纳米管明显提高.原因是十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管n型电导能力增强,而使受电子体NO分子易与修饰的碳纳米管作用并发生化学吸附.     

层间耦合对多壁碳纳米管电子结构的影响

研究了耦合效应对多壁碳纳米管电子结构的影响.采用π-轨道紧束缚模型.计算结果表明,层间耦合使多壁碳纳米管的能带分裂,能级简并度降低,同时使多壁碳纳米管的带隙减小,小的带隙确保了每层中都存在振动模式,多数激发态电子通过相邻管的快速振动转化能量而产生无辐射跃迁,使其荧光很难观察到.     

弹性介质中多壁碳纳米管扭转屈曲的近似分析

研究了弹性介质中多壁碳纳米管的扭转屈曲,同时考虑了周边弹性介质和范德华力的影响.运用连续介质力学理论,提出了分析多壁碳纳米管扭转屈曲的多层弹性壳模型.基于这一模型,给出了用较少层的弹性壳模型代替多壁碳纳米管的近似分析方法.当N 层碳纳米管的径厚比大于5时,N层碳纳米管可以近似地等效于一个单壁碳纳米管,其等效弯曲刚度和厚度分别是单壁碳纳米管的(10N-9)倍和Ⅳ倍.最后,通过数值计算估计了多壁碳纳米管的临界屈曲扭矩.结果表明,该近似方法是简单、有效的.     

基于非局部高阶剪切梁理论的碳纳米管弯曲波研究

本文提出了一种适用于圆截面纳米梁的非局部高阶剪切梁理论模型,相比Timoshenko梁,该模型不仅考虑了横截面剪切变形的影响,而且满足圆周上剪应力为零的条件,同时又不需要引入剪切修正系数的概念.将此模型用于单壁和多壁碳纳米管在自由空间及弹性介质中弯曲波的研究,采用双参数Pasternak基来模拟弹性介质.建立了碳纳米管的波动控制方程,推导了单壁和多壁碳纳米管中弯曲波的色散关系.与分子动力学结果对比,表明本文提出的非局部高阶剪切梁理论模型能够有效准确地表征碳纳米管的波动特性.     

碳纳米管对扭曲向列相液晶显示模式电-光性能的影响

选用单壁及多壁碳纳米管掺杂在液晶中制备了扭曲向列相液晶显示模式液晶盒,采用液晶综合参数测试仪研究了单壁及多壁碳纳米管对扭曲向列相液晶显示模式液晶盒的驱动电压、对比度及响应时间的影响. 结果表明:单壁及多壁碳纳米管的加入均能显著降低扭曲向列相液晶显示模式液晶盒的驱动电压,但对比度也有较大幅度的降低. 掺杂单壁碳纳米管的液晶盒的开态及关态响应时间均有一定程度的增加,而掺杂多壁碳纳米管的液晶盒关态响应时间基本上有所降低,开态响应时间没有明显的变化规律.     

基于HT46R24的LED室内节能照明电路设计

以盛群HT46R24单片机为核心,以24伏LED照明灯具为控制对象,利用单片机价格低廉,控制性强的优势,综合自动控制原理及常规数字、模拟技术,设计并制作了室内节能照明电路。该电路在室内统一采用了24伏直流供电,用24伏LED灯具来代替传统的白炽灯,利用人体热释电传感器等器件自动检测并自动控制灯具的开关状态,从而起到了既安全又节能的目的。     

多壁碳纳米管——聚乙二醇复合材料缓释氧氟沙星

 作为第3代氟诺酮类合成抗菌药,氧氟沙星的抗菌谱广、抗菌活性强、口服吸收完全、体内分布广、生物利用度高.但氧氟沙星有效抑菌浓度低,对多数致病菌的MIC₉₀在1μg·mL^-1内,因此制备更为安全有效的氧氟沙星缓释制剂十分必要.本文采用微波辅助硝酸氧化法修饰了多壁碳纳米管引入羧基,制备了氧化多壁碳纳米管.在对甲苯磺酸催化下,以聚乙二醇修饰了氧化多壁碳纳米管,制备了分散性能较好的多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料.以多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料为药物载体、氧氟沙星为模型药物,考查了多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料的载药释药性能.研究结果表明：多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料具有较大的载药率,达92.8%;在磷酸缓冲溶液(pH=7.4)中,24h内可持续稳定缓慢释放氧氟沙星.     

大功率LED筒灯散热通道数值模拟及优化设计

基于大功率LED筒灯散热实验建立了筒灯的三维模型,并利用有限元软件FloEFD进行了热学模拟.采用热阻网络分析方法得出LED筒灯散热的薄弱环节,从而有针对性地对筒灯的基板、散热器结构和材质进行了优化设计.实验结果表明,散热器高度为70 mm,翅片为20片,材质选用型号为AL6063,基板采用厚度为0.635 mm时,覆铜层氧化铝板的LED筒灯模型散热效果最好,其结温最高为49.34℃,成本为25.7元,这证明本优化设计过程可以为实际的灯具生产提供理论指导和技术支持.     

碳纳米管阵列储氢的物理吸附特性

采用巨正则蒙特卡罗方法,在室温、100大气压下对以方阵和三角方式排列的碳纳米管阵列的物理吸附储氢进行计算机模拟,发现氢分子可被吸附于碳纳米管阵列的管内和管外,管外的储氢密度普遍高于管内,方阵阵列优于三角阵列,并给出了相应的理论解释。     

表面效应对碳纳米管中弯曲波波动特性的影响

基于广义梯度弹性梁理论研究表面效应对自由空间和弹性介质中碳纳米管(CNTs)波动性能的影响。碳纳米管采用同时考虑弯曲变形和剪切变形的剪切梁进行描述,弹性介质采用双参数Pasternak-type弹性基模拟。建立考虑表面效应的广义梯度弹性剪切梁控制方程,推导碳纳米管中弯曲波的色散关系式,并通过分子动力学模拟结果进行验证。探讨表面效应、尺度因子、弹性介质对碳纳米管中弯曲波相速度的影响。对于多壁碳纳米管(MWCNTs),研究波速与范德华力的相关性,讨论MWCNTs层数、表面效应、尺度因子和弹性参数对MWCNTs相速度的影响。研究结果表明:由所推导的色散关系式所得理论结果与分子动力学模拟结果较吻合,表现所推导的色散关系式理论模型能较好地表征碳纳米管弯曲特性。     

LED结温的影响及测量方法

对于LED器件来说,结温是最重要的热性能参数之一,结温的大小对LED器件的输出功率以及可靠性具有很大的影响。超过一半的LED灯具的输入功率以热的形式被浪费,散热问题是LED灯具设计师所面临的最关键的问题。因此,获得准确的结温信息对于监控和评估灯具的健康状态至关重要。主要介绍结温对LED电学参数、LED发光特性以及LED器件的寿命的影响,然后对LED结温的测量方法包含正向电压法、管脚温度法、蓝白比法、红外热成像法、光谱法等进行详细描述并且分析彼此的优缺点。