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随着电子设备趋于轻薄化和集成化,热量管理成为设计和应用电子设备的核心任务。电子集成技术日渐先进,电子器件体积越来越小,而运行频率却不断上升,电子器件-热量积累随之迅速增加,影响了其正常的运行工作。散热问题成了限制材料发展的重要因素,如何及时地将热量导出保证电子器件平稳运行是急需解决的工作。聚乙烯具有许多的优势,重量轻、耐腐蚀且容易加工,将导热填料添加到聚乙烯中提高聚乙烯复合材料导热性能,将会极大扩展聚乙烯复合材料的应用领域。碳纳米管具有极高的导热系数,是目前为止公认的最理想导热填料。本文以碳纳米管、碳纳米管/聚乙烯复合材料为研究对象,采用平衡态分子动力学的方法研究了时间步长、聚乙烯分子链长、温度对聚乙烯材料导热系数的影响规律,并对影响机理进行了探究;然后针对缺陷对碳纳米管导热系数的影响,分别建立模型计算分析了不同缺陷间距下含有单原子空位缺陷、双原子空位缺陷和Stone-Wales缺陷的碳纳米管导热系数,并且设置了对称缺陷的情况,探讨了缺陷密度与对称性效应对碳纳米管导热系数影响的集体效应;最后用碳纳米管填充聚乙烯制备碳纳米管/聚乙烯复合材料,研究了碳纳米管长度、环境温度、碳纳米管填充密度、填充方向及碳纳米管改性等因素对复合材料导热性能的影响。结果表明,时间步长为0.1fs时能够准确模拟碳纳米管、聚乙烯及碳纳米管/聚乙烯复合材料的导热系数;随着温度的升高,聚乙烯的导热系数先增大后减小;逐渐增大聚乙烯分子的链长,聚乙烯的导热系数不断减小。对长度50nm的完美(8,8)单壁碳纳米管进行模拟,计算得到导热系数为589 W/(m·K)。随着缺陷间距增大,含有单原子空位缺陷的碳纳米管导热系数先减小后增大,而含有双原子空位缺陷与Stone-Wales缺陷的碳纳米管导热系数先增大后减小。Stone-Wales缺陷虽然没有原子丢失,但是对碳纳米管导热系数的降低作用却是最大的。缺陷密度加倍,在缺陷的对称性效应的作用下导热系数不降反升。碳纳米管作为高效导热填料填充聚乙烯复合材料导热系数提升明显。随着填充密度的加倍导热系数也相应提高,其中以增加碳纳米管长度的方式对导热系数提升最大。温度升高,复合材料导热系数呈现出先上升后下降的趋势。碳纳米管在聚合物中定向时复合材料导热系数最大。改性碳纳米管的填充也使得复合材料导热系数进一步增大。