碳纳米管/聚乙烯复合材料导热系数分子动力学模拟

发布时间：2021-07-21 23:16

　　随着电子设备趋于轻薄化和集成化,热量管理成为设计和应用电子设备的核心任务。电子集成技术日渐先进,电子器件体积越来越小,而运行频率却不断上升,电子器件-热量积累随之迅速增加,影响了其正常的运行工作。散热问题成了限制材料发展的重要因素,如何及时地将热量导出保证电子器件平稳运行是急需解决的工作。聚乙烯具有许多的优势,重量轻、耐腐蚀且容易加工,将导热填料添加到聚乙烯中提高聚乙烯复合材料导热性能,将会极大扩展聚乙烯复合材料的应用领域。碳纳米管具有极高的导热系数,是目前为止公认的最理想导热填料。本文以碳纳米管、碳纳米管/聚乙烯复合材料为研究对象,采用平衡态分子动力学的方法研究了时间步长、聚乙烯分子链长、温度对聚乙烯材料导热系数的影响规律,并对影响机理进行了探究;然后针对缺陷对碳纳米管导热系数的影响,分别建立模型计算分析了不同缺陷间距下含有单原子空位缺陷、双原子空位缺陷和Stone-Wales缺陷的碳纳米管导热系数,并且设置了对称缺陷的情况,探讨了缺陷密度与对称性效应对碳纳米管导热系数影响的集体效应;最后用碳纳米管填充聚乙烯制备碳纳米管/聚乙烯复合材料,研究了碳纳米管长度、环境温度、碳纳米管填充密度... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 聚乙烯及其纳米复合材料导热性能研究
        1.2.1 聚乙烯简介
        1.2.2 聚乙烯基纳米复合材料研究现状
        1.2.3 碳纳米管/聚乙烯复合材料导热性能研究
    1.3 分子动力学概述
        1.3.1 分子动力学计算过程
        1.3.2 势能最小化处理介绍
        1.3.3 导热系数的分子动力学计算
    1.4 课题研究方法及其内容
2 聚乙烯导热系数的分子动力学模拟
    2.1 不同时间步长对聚乙烯导热系数模拟的影响
        2.1.1 物理模型及时间步长设置
        2.1.2 结果与分析
    2.2 温度对聚乙烯导热系数模拟的
        2.2.1 物理模型的建立及温度设置
        2.2.2 结果与分析
    2.3 不同链长对聚乙烯导热系数模拟的影响
        2.3.1 物理模型的建立
        2.3.2 结果与分析
3 缺陷轴向间距对碳纳米管导热系数的影响
    3.1 完美碳纳米管导热系数的模拟
        3.1.1 计算模型
        3.1.2 结果与分析
    3.2 单原子空位缺陷轴向间距对碳纳米管导热系数的影响
        3.2.1 计算模型
        3.2.2 结果与分析
    3.3 双原子空位缺陷轴向间距对碳纳米管导热系数的影响
        3.3.1 计算模型
        3.3.2 结果与分析
    3.4 Stone-Wales缺陷轴向间距对碳纳米管导热系数的影响
        3.4.1 计算模型
        3.4.2 结果与分析
    3.5 总结
4 碳纳米管/聚乙烯复合材料导热系数的分子动力学模拟
    4.1 碳纳米管填充聚乙烯导热系数的模拟
        4.1.1 物理模型与导热系数模拟
        4.1.2 结果与分析
    4.2 碳纳米管填充密度对复合材料导热系数的影响
        4.2.1 物理模型与导热系数模拟
        4.2.2 结果与分析
    4.3 碳纳米管有序与定向填充聚乙烯导热系数的分子动力学模拟
        4.3.1 物理模型与导热系数模拟
        4.3.2 结果与分析
    4.4 碳纳米管的甲基改性对复合材料导热系数的影响
        4.4.1 物理模型与导热系数模拟
        4.4.2 结果与分析
    4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
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本文编号：3295958