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α-Al2O3介孔材料导热特性的模拟

袁思伟 冯妍卉 王鑫 张欣欣

α-Al2O3介孔材料导热特性的模拟

袁思伟, 冯妍卉, 王鑫, 张欣欣
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  • 本文针对α-Al2O3有序介孔材料的导热特性开展分子动力学模拟分析. 提出了一种保证电中性的孔道结构构造方法;采用逆非平衡分子动力学方法(muller-plathe法),选取Matsui势为作用势,模拟计算了Al2O3介孔晶体材料在不同环境温度下沿孔道轴向方向的热导率;并借助全面实验分析法,设计了模拟条件,以考察孔径和孔隙率对热导率的影响. 模拟结果显示:介孔Al2O3热导率先随温度的升高呈上升趋势,并在200–400 K之间取得极值;而后在400–1400 K范围内,热导率随温度的升高几乎呈线性下降. 孔隙率一定时,随孔径增大,介孔Al2O3材料比表面积降低,界面散射的抑制作用减弱,使材料热导率略有上升;孔径一定时,随孔隙率上升,孔道壁面声子数减少,材料热导率下降明显;相对于孔径因素,材料孔隙率对声子导热影响更大.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50836001)、国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2012CB720404)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:FRF-AS-12-002;FRF-TP-11-001B)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-02
  • 修回日期:  2013-10-03
  • 刊出日期:  2014-01-05

α-Al2O3介孔材料导热特性的模拟

  • 1. 北京科技大学机械工程学院, 北京 100083;
  • 2. 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室, 北京 100083;
  • 3. 北京市煤气热力工程设计院有限公司, 北京 100032
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50836001)、国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2012CB720404)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:FRF-AS-12-002

    FRF-TP-11-001B)资助的课题.

摘要: 本文针对α-Al2O3有序介孔材料的导热特性开展分子动力学模拟分析. 提出了一种保证电中性的孔道结构构造方法;采用逆非平衡分子动力学方法(muller-plathe法),选取Matsui势为作用势,模拟计算了Al2O3介孔晶体材料在不同环境温度下沿孔道轴向方向的热导率;并借助全面实验分析法,设计了模拟条件,以考察孔径和孔隙率对热导率的影响. 模拟结果显示:介孔Al2O3热导率先随温度的升高呈上升趋势,并在200–400 K之间取得极值;而后在400–1400 K范围内,热导率随温度的升高几乎呈线性下降. 孔隙率一定时,随孔径增大,介孔Al2O3材料比表面积降低,界面散射的抑制作用减弱,使材料热导率略有上升;孔径一定时,随孔隙率上升,孔道壁面声子数减少,材料热导率下降明显;相对于孔径因素,材料孔隙率对声子导热影响更大.

English Abstract

参考文献 (29)

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