| Ni/Al层合结构热传导性能的非平衡分子动力学研究 |
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| 作者姓名： | 王鑫 鲁丹 中胜平 |
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| 作者单位： | [1]机械结构强度与振动国家重点实验室,西安交通大学航天航空学院,西安710049 [2]沈阳飞机设计研宄所,沈阳110035 [3]西安交通大学数学与统计学院,西安710049 [4]中国航空工业空气动力研究院,沈阳110034 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（批准号：10972173,11072184,11021202） |
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| 摘 要： | 采用非平衡分子动力学方法研究了[111]方向的Ni/Al层合结构的热传导性能.首先模拟了温度为300 K下[111]方向Ni/Al层合结构的热传导,通过分析界面处的声子态密度,发现交换热冷浴位置之后,层合结构的热参数基本没有变化,说明热冷浴的位置对结果影响不大.其次讨论了300 K下单层的Ni/Al层合结构的尺寸效应,计算结果表明随着系统尺寸的增大,界面热阻值逐渐减小并趋于平缓,并分别讨论了Ni和Al的热导率的尺寸效应;采用外推法计算了无限大系统下Ni和Al的声子热导率以及声子平均自由程,结合Wiedeman-Franz定律计算了Al和Ni的电子热导率,得到了Al和Ni的总热导率,并与实验值进行比较,结果与实验值在同一量级.然后讨论了传导方向为[001]和[110]时层合结构的界面热传导性,并和[111]方向的结果对比,发现界面热阻具有明显的各向异性.最后讨论了双周期层的Ni/Al层合结构的热传导性能,结果表明最靠近热浴的界面温度跳跃值最大,对应的界面热阻值最大,即对层合结构的热传导性能影响最大;与相同长度的单周期层结构对比,发现双周期层结构的热导率明显要小,因此可以通过增加材料的层数来提高隔热效果.
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| 关 键 词： | Ni/Al层合结构 非平衡分子动力学 热传导 声子态密度 界面热阻 |
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