導(dǎo)熱高分子的導(dǎo)熱機(jī)理導(dǎo)熱模型(精)

1、 兼專(zhuān)禽紊衣聲 嘯業(yè)教胃高分子材料加工技術(shù)專(zhuān)業(yè)敎學(xué)資源庫(kù)導(dǎo)熱高分子的導(dǎo)熱機(jī)理導(dǎo)熱模型學(xué)校名稱華南農(nóng)業(yè)大學(xué)院系名稱材料與能源學(xué)院時(shí)間2017年2月27日職業(yè)教育高分子材料加工技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)崗源庫(kù)1導(dǎo)熱模型對(duì)于填充型高分子材料，除了導(dǎo)熱機(jī)理的研究，許多研究者也提出了不少導(dǎo)熱模型對(duì)不同形狀填料(粉末、粒子、纖維等)填充的兩相體系導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱率進(jìn)行預(yù)測(cè)，如Maxwell-Eucken,Bruggeman,Nielsen和Cheng-Vochen的兩相模型理論以及其他一些模型理論如Russell,Jefferso和Peterson等。1.1Maxwell-Eucken方程Maxwell采用勢(shì)理論推導(dǎo)了在

2、均勻連續(xù)介質(zhì)中隨機(jī)分布球形粒子填充復(fù)合材料的電導(dǎo)率計(jì)算公式，Eucken在其基礎(chǔ)上將電導(dǎo)率換為熱導(dǎo)率，得到Max-well-Eucken方程，如式(3)所示ABA?12A12/2(kA)-人花+2X.2戸(花一h)式中V.分散相粒子的體積分?jǐn)?shù)，Maxwell模型是最早的導(dǎo)熱模型，在體系的填料量比較低時(shí)，這個(gè)模型能夠很好地預(yù)測(cè)其熱導(dǎo)性，但在分散相含量較高時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則與理論曲線有較大差異。出現(xiàn)這種差異的原因是Maxwell模型推導(dǎo)的前提就是分散相粒子在基體中極稀分散。12Bruggeman方程Bruggeman在研究中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)熱填料粒子的含量很高時(shí)，粒子間會(huì)出現(xiàn)相互堆積和相互作用。它采用微分的方

3、法，對(duì)微小的增加量dv，推導(dǎo)出Maxwell方程的微分形式，如式(4)所示，對(duì)式(4)積分得Bruggeman方程，如式(5)所示。(4)dJ7(AjA)(IV)I2a)1.3Cheng-Vochen模型在Tsao的概率模型基礎(chǔ)上，Cheng假定填料的分布服從高斯分布，分布常數(shù)為基體相體積分?jǐn)?shù)的函數(shù)，然后根據(jù)分布函數(shù)預(yù)測(cè)復(fù)合材料的熱導(dǎo)率，模|Afi(論一A)12B/2C(A;A)1/2|AB(石一A)|1/2B/2|C(A?A)1/2型的公式如式(6)(8)所示。(6)C7)(8)羈上倉(cāng)業(yè)教育高分子材料抑工技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)崗源庫(kù)2.4Nielsen模型Nielsen應(yīng)用求解復(fù)合材料性能的常用公式Halpin-Tsai作為復(fù)合材料熱導(dǎo)率經(jīng)驗(yàn)方程，如式(9)一(12)所示。(9)_1I丿松A=KvI(10)/A1A?/Al|A(II)gLI(12)式中K愛(ài)因斯坦系數(shù)A2J粒子的形態(tài)和取向方式有關(guān)的常數(shù)$與各組分熱導(dǎo)率有關(guān)的常數(shù)與粒子的最大堆積體積百分?jǐn)?shù)幾有關(guān)分散粒子最緊密堆砌時(shí)的粒子體積百分?jǐn)?shù)”A和Vm在文獻(xiàn)中有許多建議值。Nielse