【摘 要】
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采用平衡态分子动力学方法计算石墨烯/聚乙烯复合材料的热导率,分析其与填充体石墨烯的质量分数、层数以及排列方式的关联.结果 表明,质量分数在2%-5%之间时,相对于分散态的石墨烯,聚集态的复合材料热导率更高,但随着石墨烯质量分数的增加,分散态的复合材料热导率增长趋势大于聚集态;此外,模拟体系在平行于石墨烯方向的热导率要高于垂直方向,表现出明显的各向异性,在质量分数为5.16%时,分散态下垂直和平行于
【机 构】
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中国科学技术大学工程科学学院,合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所,常
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采用平衡态分子动力学方法计算石墨烯/聚乙烯复合材料的热导率,分析其与填充体石墨烯的质量分数、层数以及排列方式的关联.结果 表明,质量分数在2%-5%之间时,相对于分散态的石墨烯,聚集态的复合材料热导率更高,但随着石墨烯质量分数的增加,分散态的复合材料热导率增长趋势大于聚集态;此外,模拟体系在平行于石墨烯方向的热导率要高于垂直方向,表现出明显的各向异性,在质量分数为5.16%时,分散态下垂直和平行于石墨烯片的热导率分别达到1.33W/mK和1.44W/mK;进一步研究发现,在相同质量分数下,石墨烯片沿着石墨烯方向排列的热导率要高于沿垂直方向排列,当质量分数为3.01%,平行方向排列的热导率为0.97W/mK,比垂直方向排列提高了11.17%,在实验中使得石墨烯片沿着平行石墨烯方向排列,能进一步提高复合材料热导率;在相同质量分数下,复合材料热导率与石墨烯层数成正相关关系,当质量分数为8.53%时,填充6层石墨烯片的复合材料热导率达到2.37W/mK,比填充1层时的热导率增加了1/4倍.
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