有限元模拟分析巴基纸基复合材料热传导性能
2021-01-22张阿樱吕海宝
张阿樱, 吕海宝
(1.哈尔滨学院 图书馆,黑龙江 哈尔滨 150086; 2.哈尔滨工业大学 复合材料与结构研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001)
作为新型无机非金属导电填料的碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs),因其优异的性能和独特的结构,成为制备高性能纳米复合材料的增强相[1-3]。但是,在聚合物中碳纳米管存在分散性差、粘度高等问题。碳纳米管纳米纸(巴基纸,buckypaper)的出现解决了上述难题,并具备优异的力学、电学、光学和热学性能,可应用于高灵敏度传感器[4]、超级电容[5]、太阳能电池[6]、散热器[7]等方面。巴基纸/聚合物基复合材料制备方法简单,实现了碳纳米管在聚合物中均匀分散,从而使其优异的性能可以应用于宏观结构或功能材料中,获得结构可控、性能优异的复合材料。
作为新型的功能高分子材料,形状记忆聚合物(shape-memory polymer, SMP)在一定条件下,被赋予一定的形状(起始态),当外部条件发生变化时,它可相应地改变形状并将其固定(变形态)。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化,它们便可逆的恢复至起始态,完成“记忆起始态—固定变形态—恢复起始态”的循环[8-10]。热敏性SMP是一种在室温以上变形,并能在室温固定形变且可长期存放,当再升温至某一特定响应温度时,制件能很快回复初始形状的聚合物。广泛用于航空航天、医疗卫生、体育运动等领域,如医用器械、光信息记录介质及报警器等[11-14]。
将具有导电性能的巴基纸和热敏性SMP复合制备成巴基纸/SMP复合材料,具有导电性质的巴基纸在接通电源后会产生热量,经过热传导和对流的传热过程后,当达到SMP基体玻璃化转变温度时,巴基纸/SMP复合材料开始发生形状改变,从而实现了巴基纸/SMP复合材料的电致驱动。……
