[Mater Today Phys]Controllable thermal conductivity in composites by constructing thermal conduction networks
作者：Yongqiang Guo#, Kunpeng Ruan# and Junwei Gu*
關(guān)鍵字：Density of thermal conduction networks
論文來(lái)源：期刊
具體來(lái)源：Materials Today Physics
發(fā)表時(shí)間：2021年
導(dǎo)熱填料形成的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)對(duì)提升其復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能至關(guān)重要。一般認(rèn)為，導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)（λ）隨導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的完善而逐漸提高。目前，關(guān)于復(fù)合材料導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在三個(gè)方面：導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)何時(shí)形成、如何形成，以及導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)對(duì)導(dǎo)熱性能的提升機(jī)理。導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)何時(shí)形成主要涉及導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)形成時(shí)的臨界體積計(jì)算，主要與導(dǎo)熱填料的幾何形狀和尺寸有關(guān)，一般隨其長(zhǎng)徑比的增加而減小。如何形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)主要涉及導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)構(gòu)筑，包括設(shè)計(jì)異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱填料以促進(jìn)填料的彼此搭接，預(yù)制導(dǎo)熱填料連續(xù)搭接骨架形成多維導(dǎo)熱通路，以及加工驅(qū)動(dòng)導(dǎo)熱填料的取向排列等。在導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)導(dǎo)熱性能提升機(jī)理方面，一般認(rèn)為導(dǎo)熱填料形成的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)降低了導(dǎo)熱填料間的界面熱阻，增加了聲子傳輸?shù)耐ǖ?，同時(shí)減少了因填料-基體界面不匹配造成的聲子散射。
但目前鮮有報(bào)道導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)熱填料通路的數(shù)量、長(zhǎng)短、貫穿方式及其分布等對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能影響的研究，以及導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)形成后，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨導(dǎo)熱填料用量的繼續(xù)增加又會(huì)呈現(xiàn)什么樣的變化等問(wèn)題也有待進(jìn)一步明晰。因此，設(shè)計(jì)構(gòu)筑結(jié)構(gòu)、密度、分布可控的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，從多角度研究其對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響，對(duì)豐富完善導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱機(jī)理并指導(dǎo)其實(shí)際生產(chǎn)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。