项目名称: 低维纳米结构形貌演变对复合界面材料热量输运特性的影响

项目编号: No.51476094

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 能源与动力工程

项目作者: 于伟

作者单位: 上海第二工业大学

项目金额: 83万元

中文摘要: 热界面材料(TIMs)在热控制和热管理方面有广泛的应用,但目前TIMs热导率较低,大大限制了其在芯片散热、高功率LED冷却等领域的应用。导热组份形状是影响复合体系热量输运的关键因素,但纳米结构形貌对TIMs热导率的影响规律尚不明晰。本项目将采用实验为主、理论为辅的方法系统研究低维纳米结构形貌演变对复合体系导热性能的影响。实验方面,研究纳米结构自身形貌演变对TIMs热导率、热扩散率、界面热阻等热物理特性的影响;主动设计并引导纳米复合体系制备过程,实时监控低维结构在复合体系中的形貌变化规律,建立纳米结构形貌演变与热量输运性能间的有机联系;设计基于3D超结构的TIMs,实现低维纳米结构间的协同效应,以最大限度地发挥低维材料的强化传热特性。理论研究方面,采用分子动力学模拟含不同形貌纳米结构复合体系的热导率,建立合理有效的理论模型。本课题将为设计具有优异传热性能的TIMs提供必要的基础性科学依据。

中文关键词: 热导率;纳米材料;纳米线材;热扩散率

英文摘要: Thermal interface materials (TIMs) have wide applications in thermal control and thermal management fields, but the low thermal conductivity of TIMs greatly limits its application in chip and high power LED cooling. The shape of thermal conductive component is a key factor influencing the thermal transportation of the composites, but the law of nanostructure morphology influence on the thermal conductivity of TIMs is not yet clear. The project will systematically investigate the influence of the evolution of low dimensional nanostructures on the thermal conductivity of the composites mainly using the experimental method, supplemented by a theoretical study. Experiment part, the influence of evolution of nanostructure morphology themselves on TIMs thermal conductivity, thermal diffusivity, thermal contact thermal resistance and other physical characteristics will be investigated. We will design and guide the preparation process of nano- composite system, real-time monitor the morphology change of low dimensional structures, and establish the relations between the morphology evolution and thermal physical properties. We will design TIMs based on 3D superstructures, which reflect the synergies among the low dimensional structures in order to maximize the enhanced heat transfer properties of low dimensional materials. Theoretical part, molecular dynamics simulation will be used to study the thermal conductivity of nanocomposites containing different shape nanostructure, and a reasonable and effective theoretical model will be established. The project will provide the scientific foundation for the design of TIMs with excellent heat transfer properties.

英文关键词: Thermal Conductivity;Nanomaterials;Nanowire;Thermal Diffusivity

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