毕业论文课题相关文献综述

文献综述

复合材料有效热导率的理论研究与试验结果存在较大误差，尚不能准确预测其热导率，本课题通过模型建立及推导进而准确计算复合材料的热导率，并对影响其热导率的因素进行研究。

一、概述

根据最小热阻力法和比等效导热系数法，对不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数进行预测。采用以颗粒在传热方向上的特征长度为边长的立方体体积与实际颗粒体积之比作为形状因子，对不同颗粒形状等效为立方体时的无量纲相对特征长度进行修正，基于形状因子进一步推导了适用于不同形状颗粒弥散复合材料在中低体积分数情况的等效导热系数通用计算公式。此通用计算公式与实验值及其它模型计算吻合较好。对于导热增强型复合材料，体积分数一定时，其等效导热系数与颗粒形状因子成正比，增加颗粒在传热方向上的尺寸能有效提高复合材料的导热性能。

二、简介

复合材料由于具有轻质高强、结构造型以及设计自由等特点，在航空航天、军事、能源、电子、化工等领域得到了广泛的应用。对于以热障或热导为目的功能型复合材料其等效导热系数与各组分的导热系数、弥散颗粒的空间几何形状和体积分数等有关。等效导热系数的定量确定对复合材料设计和制备、性能研究至关重要，因此寻求复合材料导热系数的预测方法一直受到广泛的关注。

功能梯度材料是以材料设计为基础,选择两种或两种以上性质不同的材料,采用先进的材料复合技术,来连续改变其组成、组和结构等要素,而使内部界面消失,得到性能是平稳连续变化的,构成要素不均匀的新型材料，它具备良好的防热隔热和缓和热应力的双重功能。研究功能梯度材料双重性能时,应用了两个最根本的物理因素:(1)FGM中各个成分点,也即由该成分点所组成的复合物的有效热导率;(2)FGM的当量热导率。本文根据最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则,推算复合材料等效热导系数的普式,对复合材料的等效热导率与成分之间的关系及其变化规律进行了研究,为功能梯度材料的设计提供理论基础。

三、方法

目前，文献中预测复合材料等效导热系数的模型和方法有很多，主要包括早期的Maxwell、Bruggeman模型和现在应用较多的Agari模型以及最小热阻力法、热阻网络法、傅里叶定律计算法、均匀化法、逾渗理论法、分形理论法等。复合材料等效导热系数的预测是一个及其发杂的过程，对于不同的情况需考虑的因素不同，应选择不同的模型和方法。最小热阻力法比较简单，不考虑填充因子之间的相互作用，适合中低体积分数复合材料等效导热系数的预测。李明伟、梁基照等根据最小热阻力法和比等效导热系数法队球形颗粒填充复合材料的等效导热系数进行估算，其结果与实验值比较吻合；陈则韶等借最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则,提出了用求复合材料的等效热阻及其限区来确定该复合材料的等效导热系数的方法，导出了推算复合材料等效导热系数的普遍式，但对于不同形状的颗粒，如长方体或球体，仍需采用一些具体式，实质上并未得到计算不同形状颗粒弥散复合材料等效导热系数的通用公式。

四、发展现状