因此,本研究首先简要介绍一些重要的机械测试方法,然后概述聚合物复合材料,最后描述聚合物复合材料在暴露于低温时强度、模量、韧性、脆性和热导率等性能的变化,并与强度、模量、韧性、脆性和热导率等类似性能进行比较。还重点介绍了聚合物复合材料的机械和热性能的不同表征数据,以评估其是否适合低温应用,这将作为一份关于温度变化对低温范围内改性聚合物性能影响的综合报告,使人们熟悉聚合物复合材料在低温下的性能和行为。
建筑基础设施中的供暖和制冷系统使用传统材料,这些材料会产生大量的能源消耗和浪费。相变材料 (PCM) 被认为是一种很有前途的热能储存候选材料,可以提高建筑系统的能源效率。在这里,我们设计和开发了一种新型的盐水合物基 PCM 复合材料,它具有高储能容量、相对较高的热导率和出色的热循环稳定性。通过使用葡聚糖硫酸钠 (DSS) 盐作为聚电解质添加剂,增强了 PCM 复合材料的热循环稳定性,这显著减少了盐水合物的相分离。通过添加各种石墨材料和硼砂成核剂,复合材料的储能容量和热导率得到了增强。DSS 改性复合材料的热循环稳定性显著提高,超过 100 次热循环都没有降解。最终的 PCM 复合材料相对于纯盐水合物的能量储存容量增加了 290%,热导率增加了约 20%。此外,所开发的 PCM 复合材料可以大规模生产,并有可能改变建筑基础设施中供暖/制冷系统的未来。
完整作者名单: Muthaiah, Rajmohan;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Annam, Roshan Sameer;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Tarannum, Fatema;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Gupta, Ashish;俄克拉荷马州立大学 Garg, Jivtesh;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Arafin, Shamsul;俄亥俄州立大学,电气与计算机工程学院
美国国家标准与技术研究所正在研究一种原型低温热传递标准 (CTTS),作为低信号电平下的潜在交流-直流传递标准 [1, 2]。最近,我们用 HTS 传输线改造了低温标准,以提高其性能。电子低温设备的一个常见问题是将直流和交流信号从室温参考平面传送到低温设备。这对于 errs 来说尤其令人担忧,因为校准的仪器必须处于室温下。由于大多数金属和合金的电导率和热导率成正比,因此在试图实现低电阻和低热导率时会出现困境。对于超导体,由于消除了电子对该值的贡献,临界温度 (Tc) 以下的热导率可能会急剧下降。就超导状态下的电性能而言,直流电阻降至零,载流能力高,交流传输特性在感兴趣的频率范围内足够。我们实施了由高质量结晶薄膜 YBa2Cu)Ox (YBCO) 制成的共面传输线。YBCO 的临界温度接近 90 K,因此在 77 K 时它已进入超导状态。我们使用此线在低温恒温器的 77 K 和 4 K 级之间传输电信号。
有一个显着的理论性旨在理解制造诱导的缺陷对单层石墨烯的操作行为的影响。这些研究主要集中在原子缺陷上,而在合成过程中,纳米级针孔和厚度附着在单层石墨烯上的两个层(双层)的斑块是不可避免的。在这项工作中,通过非平衡分子动力学模拟研究了这些纳米级缺陷对石墨烯热导率的影响。单层锯齿形和面向扶手椅的热导率的导热度是建模的,以捕获空隙和双层缺陷的影响。分析具有50 nm×10 nm尺寸的单层石墨烯片,其椭圆形缺陷为6 nm(主要轴)。我们的结果显示,随着温度的升高,导热率降低了20%以上,随着空隙尺寸的增加约75%。单层石墨烯的热导率的降低为15%,双层缺陷的直径为6 nm。这项研究表明,缺陷形状对石墨烯的导热性产生了巨大影响,与圆形相比,用椭圆形的缺陷表明石墨烯的热传递更高。这项工作提供了如何量化制造诱导缺陷对石墨烯导热率的影响的指南。
1。Sirtori,C.,Capasso,F.,Faist,J。等,S。物理评论B,50(12),8663‑8674。2。Reininger,P.,Schwarz,B.,Detz,H.,Macfarland,D.,Zederbauer,T. 应用。 物理。 Lett。 ,105(9),091108。 3。 Yamaoka,S.,Diamantopoulos,N.-P.,Nishi,H.,Nakao,R.,Fujii,T. S.(2021)在高热导率碳化物基板上直接调节具有108 GHz带宽的膜激光器。 自然光子学,15(1),28-35。Reininger,P.,Schwarz,B.,Detz,H.,Macfarland,D.,Zederbauer,T.应用。物理。Lett。 ,105(9),091108。 3。 Yamaoka,S.,Diamantopoulos,N.-P.,Nishi,H.,Nakao,R.,Fujii,T. S.(2021)在高热导率碳化物基板上直接调节具有108 GHz带宽的膜激光器。 自然光子学,15(1),28-35。Lett。,105(9),091108。3。Yamaoka,S.,Diamantopoulos,N.-P.,Nishi,H.,Nakao,R.,Fujii,T. S.(2021)在高热导率碳化物基板上直接调节具有108 GHz带宽的膜激光器。自然光子学,15(1),28-35。
摘要 温度对锂离子电池的性能、寿命和安全性有至关重要的影响。因此,了解单个电池单元和电池组内的热量产生和耗散对于制定适当的热管理策略至关重要。关键挑战之一是电池单元的界面传热难以量化。采用稳态绝对法和瞬态激光闪光扩散率法分别测量电池层堆栈和单个电池层的热导率。结果表明,闪光扩散率法在横向和平面内方向均具有更高的热导率。差异主要是由界面热阻引起的,因此可以通过稳态和瞬态测量来估算。为了研究界面热传输对单个电池级别以外的影响,使用了多物理场电池模型。该模型建立在电池组的多尺度多领域建模框架之上,该框架考虑了多种物理现象之间的相互作用。通过数值实验量化了使用热管理材料的电池模块的好处。在热失控事件中,发现界面热阻可以通过显著减少电池之间的热传递来缓解电池模块中的热失控。关键词:锂离子电池、热管理、界面热阻、多物理场建模术语 T 温度 k 热导率 α 热扩散率 ρ 密度 C p 热容量 li 厚度
• 关键材料选择标准包括比刚度、比强度、耐腐蚀性、抗断裂和疲劳性、4 K ≤ T ≤ 675 K 温度范围内的热膨胀系数和热导率,以及易于制造。
碳纤维(CF)增强聚合物复合材料已用于航空航天结构,因为与铝合金相比,它们具有低质量,高特异性,高特异性刚度和低生命周期维护。但是,由于其相对较低的导热率,原始的CF聚合物复合材料无法为某些应用(例如热交换系统和散热器)提供有效的热流。本文所描述的技术提供了新型的CF聚合物复合材料,通过掺入热解石墨板(PGS),具有很高的导热率。新型混合PGS/CF聚合物复合材料的热导率的测量比原始CF聚合物复合材料高约13至36倍,并且是铝合金6061的两倍。这种具有足够热导率的新材料适用于热交换系统的复合辐射器。