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石蠟基復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的導(dǎo)熱性能

2012-09-19 06:31:34馬炳倩李建強(qiáng)彭志堅(jiān)丁玉龍1
關(guān)鍵詞:銅網(wǎng)石蠟碳納米管

馬炳倩,李建強(qiáng),彭志堅(jiān),丁玉龍1,

(1英國(guó)利茲大學(xué)過(guò)程環(huán)境材料學(xué)院,利茲 LS2 9JT;2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院,北京 100083;3中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所,北京 100190)

隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源需求的日益加劇以及化石燃料的消耗殆盡,開(kāi)發(fā)可再生能源和高效利用現(xiàn)有能源成為必然的趨勢(shì),相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)是其中的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)是利用相變材料的相變過(guò)程來(lái)吸收或者釋放熱量,儲(chǔ)熱密度高,吸放熱過(guò)程溫度波動(dòng)小,易于自動(dòng)化控制[1-2]。相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)的關(guān)鍵是相變材料,相比無(wú)機(jī)鹽類,部分有機(jī)油類(如聚乙二醇[3]、1型十四醇[4-5]、軟脂酸[6-7]、硬脂酸[8])具有較高的相變潛熱,無(wú)過(guò)冷和相分離,腐蝕性小和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。石蠟是有機(jī)物中被研究得最廣泛的材料之一[9-12],但是絕大多數(shù)有機(jī)油類的導(dǎo)熱系數(shù)偏低,針對(duì)這一問(wèn)題,文獻(xiàn)中有很多不同的改進(jìn)方法[13-14],常用的是把金屬泡沫[15]、納米銅顆粒[16]、多孔石墨[17]、納米石墨鱗片[18]等作為摻加物,和石蠟制成復(fù)合材料。但金屬的密度大,石墨則易造成復(fù)合材料各向異性。由于碳納米管的密度低和導(dǎo)熱系數(shù)高,Wang等[19-20]和Cui等[21]將其加到石蠟中,得到較好的增強(qiáng)效果,同時(shí)指出碳納米管由于比表面積大,容易發(fā)生團(tuán)聚沉積。但是鮮有文獻(xiàn)研究碳納米管在有機(jī)物中發(fā)生團(tuán)聚沉積后對(duì)復(fù)合材料熱性能的影響。

本實(shí)驗(yàn)在測(cè)試添加碳納米管的復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化外,還研究了熱循環(huán)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響;由于碳納米管的增強(qiáng)效果有限(在文獻(xiàn)中導(dǎo)熱系數(shù)最多提高了40%),考慮到金屬泡沫和翅片會(huì)減弱對(duì)流并增加較多重量,換用細(xì)的金屬絲網(wǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合材料的傳熱,為石蠟作為相變儲(chǔ)熱材料的應(yīng)用,提供了另一種改進(jìn)途徑和更詳細(xì)的參考數(shù)據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原料與設(shè)備

石蠟(熔點(diǎn)約為 52 ℃,CAS:8002-74-2,英國(guó)Fisher Scientific公司);碳納米管(純度為90%,平均直徑、平均長(zhǎng)度和比表面積分別為20~30 nm、20 μm和200 m2/g,中國(guó)Alpha Nano Technology公司);銅網(wǎng)(絲網(wǎng)目數(shù)為60,絲徑為0.16 mm,孔距為0.263 mm×0.263 mm,開(kāi)孔率為39%,英國(guó)The Mesh Company公司)。

KD2熱物性分析儀(美國(guó) Decagon公司);FB15057超聲波清洗器(英國(guó) Fisher Scientific公司);GD120-R1低溫循環(huán)水?。ㄓ?guó)Grant公司);DSC1 STAReSystem差示掃描量熱儀(英國(guó)Mettler Toledo公司);K型熱電偶(英國(guó)TC公司);CP224S電子精密天平(德國(guó)Sartorius公司)。

1.2 復(fù)合材料的制備

按摻加量為2%、5%和10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))稱量碳納米管(CNTs)及相應(yīng)的石蠟;把石蠟放入圓筒形鋁罐,石蠟加熱熔融后,將CNTs加入到液態(tài)的石蠟中,鋁罐放入80 ℃的超聲清洗器超聲振蕩5 h,獲得分散均勻的復(fù)合材料,依次記為PCM-2CNTs、PCM-5CNTs、PCM-10CNTs。CNTs易發(fā)生團(tuán)聚沉降,為了便于直接觀察熱循環(huán)對(duì)復(fù)合材料分散穩(wěn)定性的影響,分別用玻璃管取少量的分散均勻的復(fù)合材料,在20 ℃與80 ℃之間經(jīng)過(guò)3次冷(20 ℃)-熱(80 ℃)循環(huán)。圖1(a)和(b)分別為冷-熱循環(huán)前后復(fù)合材料的照片,可以看出,經(jīng)過(guò)冷-熱循環(huán),復(fù)合材料 PCM-2CNTs和 PCM-5CNTs出現(xiàn)了明顯的分層,上層為石蠟,下層為石蠟和CNTs的混合物;PCM-10CNTs則比較穩(wěn)定。

圖1 冷-熱循環(huán)前后的復(fù)合材料照片F(xiàn)ig.1 Photos of composites before and after heating/cooling cycles

1.3 表征與測(cè)試

1.3.1 相變溫度Tm和相變潛熱ΔΗ

取超聲振蕩后凝固的復(fù)合材料大約15 mg,在氮?dú)鈿夥罩?,氣體流量20 mL/min,升溫速率為5 ℃/min,10 ℃/min,20 ℃/min,溫度范圍為 20~75 ℃,用DSC1 STAReSystem測(cè)量,每個(gè)升溫速率下重復(fù)測(cè)試4次,取后3次結(jié)果的平均值作為該升溫速率下的熔點(diǎn) Tm和相變潛熱 ΔΗm;在專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件中用線性回歸對(duì)Tm、ΔΗm與升溫速率的關(guān)系作圖,外推出復(fù)合材料在升溫速率為零時(shí)的熔點(diǎn)和相變潛熱。

1.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)k

用 KD2熱物性分析儀測(cè)量了復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化情況。將裝有超聲振蕩后的液態(tài)復(fù)合材料的鋁罐置于60 ℃恒溫水浴中,把KD2探針全部浸入并固定在復(fù)合材料中,保證在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中KD2探針垂直放置,并始終全部和復(fù)合材料接觸,以得到有效的導(dǎo)熱系數(shù)。設(shè)定水浴分別在60 ℃、55 ℃、52 ℃(熔點(diǎn)附近)及 45~20 ℃每隔5 ℃的溫度點(diǎn)下保溫至少20 min,使復(fù)合材料內(nèi)部沒(méi)有熱傳導(dǎo)后,在該溫度點(diǎn)下共讀取3次導(dǎo)熱系數(shù),每次間隔5 min,取平均值。為了測(cè)量出冷-熱循環(huán)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響,共測(cè)量了第1次和第3次冷-熱循環(huán)在降溫過(guò)程(60~20 ℃)的導(dǎo)熱系數(shù),即超聲振蕩后的液態(tài)復(fù)合材料的第一次降溫過(guò)程;接著是第一次升溫過(guò)程;然后重復(fù)兩次循環(huán),記錄下第一次和第三次降溫過(guò)程的導(dǎo)熱系數(shù)。

1.3.3 充放熱時(shí)間

相變儲(chǔ)熱材料的充放熱效率決定了儲(chǔ)熱系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。先記錄放熱時(shí)間,步驟如下:將裝有超聲振蕩后的液態(tài)復(fù)合材料的鋁罐置于 80 ℃恒溫水浴中保溫至復(fù)合材料內(nèi)部溫度均達(dá)到80 ℃。鋁罐的直徑為6.5 cm,高度為7.5 cm,復(fù)合材料大約占據(jù)的高度為6.5 cm。把3個(gè)熱電偶固定在如圖2(a)所示的位置,離容器底部距離D為2.5 cm,離鋁罐壁1/4 R、1/2 R及半徑R處。熱電偶通過(guò)RTD溫度傳感器用溫度記錄軟件記錄下溫度變化。將80 ℃的鋁罐移至冰水混合物中,并立即記錄溫度,到復(fù)合材料中心溫度降到20 ℃停止,記為放熱時(shí)間。放熱過(guò)程結(jié)束后,將鋁罐取出放入 20 ℃的恒溫水浴中,待復(fù)合材料內(nèi)部溫度均達(dá)到20 ℃時(shí),把鋁罐移至80 ℃恒溫水浴中,并立即記錄溫度,至復(fù)合材料中心溫度達(dá)到80 ℃停止,記為充熱時(shí)間。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合材料整體的導(dǎo)熱性能,將銅網(wǎng)按5等分圓筒剖面的結(jié)構(gòu)焊成整體結(jié)構(gòu),如圖2(b)所示的剖面圖。將這個(gè)銅網(wǎng)結(jié)構(gòu)放進(jìn)鋁罐中,重復(fù)和復(fù)合材料同樣的放熱、充熱過(guò)程,記錄下溫度的變化曲線。其中相變材料的質(zhì)量為180 g,銅網(wǎng)的質(zhì)量約為20 g。

圖2 裝置中熱電偶和銅網(wǎng)的分布示意圖Fig.2 Arrangement of thermocouples and copper meshes in the experimental setup

2 結(jié)果與討論

2.1 摻加碳納米管對(duì)石蠟的熔點(diǎn)與相變潛熱的影響

圖 3為純石蠟 PW 和摻加 2%CNTs的PW-2CNTs在不同升溫速率下的 DSC熔化曲線,從上向下,升溫速率依次為5 ℃/min、10 ℃/min和20 ℃/min。從圖3可以看出,PW和PW-2CNTs的曲線都有 2個(gè)相變峰:38 ℃左右的固-固相變峰和52 ℃左右的固-液相變峰。PW-5CNTs和PW-10CNTs的熔化曲線與PW-2CNTs有相同的趨勢(shì),未在圖中標(biāo)出。在這3種升溫速率下分析出固-固相變溫度點(diǎn)Ts、熔點(diǎn)Tm和固-固、固-液相變潛熱ΔΗs、ΔΗm,Ts、Tm是在固-液相變峰兩側(cè)做兩條光滑延伸線所得交點(diǎn),ΔΗs、ΔΗm由相變峰包含的面積積分得到;用專業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件,把3種升溫速率下的Ts、Tm、ΔΗs、ΔΗm分別對(duì)升溫速率做線性擬合,外推出復(fù)合材料在升溫速率為零時(shí)的各值,結(jié)果見(jiàn)表1。

圖3 PW和PW-2CNTs在不同升溫速率下的DSC熔化曲線Fig.3 DSC diagrams of PW and PW-2CNTs formulations at different heating rates

表1 復(fù)合材料的相變溫度和相變潛熱Table 1 Phase change temperature and latent heat of composites

由表1的數(shù)據(jù)可以看出,隨著CNTs摻加量的增加,Ts、Tm都略微有所降低;相變潛熱ΔΗs、ΔΗm也隨著減少。Ts在33 ℃左右,Tm在53 ℃左右。其中PW-10CNTs的ΔΗs從36.04 kJ/kg降到31.24 kJ/kg;ΔΗm減少了15.39 kJ/kg,約10.5%。這是因?yàn)镃NTs的摻加使復(fù)合材料中石蠟的含量相對(duì)減少,而CNTs在52 ℃左右不發(fā)生相變,不能提供較大量的熱量。

2.2 導(dǎo)熱系數(shù)

從相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化情況可以估算各個(gè)溫度范圍內(nèi)相變材料吸放熱的速率,對(duì)于相變材料的應(yīng)用有重要意義。

超聲振蕩后的液態(tài)PW-CNTs置于恒溫水浴中,用KD2測(cè)試從60~20 ℃的導(dǎo)熱系數(shù)(KD2的工作溫度范圍為60~20 ℃),記錄為第一次降溫過(guò)程。將復(fù)合材料從20 ℃加熱到80 ℃,如此進(jìn)行兩次,在第三次降溫過(guò)程中,再記錄下相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù);在每個(gè)測(cè)試溫度點(diǎn)讀取3次,取平均值,誤差在圖中用誤差棒標(biāo)示。

從圖4(a)和圖5(a)中可以看到,各復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)在固態(tài)20~40 ℃內(nèi)除了在30 ℃附近有一個(gè)小高峰之外,基本變化不大;在液態(tài)55~60 ℃內(nèi),也基本保持不變,較固態(tài)階段減小。在固-液相變階段40~55 ℃,導(dǎo)熱系數(shù)突然大幅增加。對(duì)應(yīng)圖3的DSC熔化曲線,導(dǎo)熱系數(shù)出現(xiàn)突然增加的溫度范圍是伴隨著固-固和固-液相變峰的發(fā)生。文獻(xiàn)[6-7,19-20]中也觀察到導(dǎo)熱系數(shù)在固液相變峰的突然增加和進(jìn)入液相后導(dǎo)熱系數(shù)的降低,但是沒(méi)有觀察到在固-固相變峰附近的增加,本實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,均觀察到這一變化。對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)在固-液相變峰的突然增加,Wang[6]解釋為溫度的升高引起固態(tài)相變材料的分子振動(dòng)增強(qiáng)造成的??紤]到本實(shí)驗(yàn)中固-固和固-液相變過(guò)程都出現(xiàn)了導(dǎo)熱系數(shù)的較大幅度的增加,相變過(guò)程中材料的分子鍵型發(fā)生改變,而溫度保持不變,鍵的改變需要吸收或者釋放熱,表現(xiàn)為在升高較小的溫度范圍內(nèi)吸收熱量或者釋放熱量的增加,即導(dǎo)熱系數(shù)的增加。所以本文認(rèn)為相變過(guò)程中分子鍵型的改變可能是使導(dǎo)熱系數(shù)顯著提高的原因。進(jìn)入液態(tài)后,導(dǎo)熱系數(shù)急劇降低,則是因?yàn)椴牧系姆肿渔I型由規(guī)則向無(wú)規(guī)則轉(zhuǎn)變引起的[6-7,19-20]。

從圖4(b)和圖5(b)中可以看到,隨著CNTs摻加量的增加,導(dǎo)熱系數(shù)提高的幅度增加。在第一次降溫過(guò)程中,PW-2CNTs、PW-5CNTs和PW-10CNTs的固態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)分別平均提高了4.8%、12.6%、31.4%;而在第三次降溫過(guò)程中,PW-2CNTs和PW-5CNTs的固態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)大大降低,PW-5CNTs的固態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)增量降低為7.4%,可以認(rèn)為是由于CNTs的團(tuán)聚沉積嚴(yán)重、CNTs的分散性變差造成的。PW-10CNTs的固態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)依然提高了30%以上,說(shuō)明摻加量增加到 10%之后,CNTs可能在石蠟中形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的團(tuán)聚,這一點(diǎn)在圖1中可以直觀地觀察到。PW-CNTs液態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)的變化規(guī)律同固態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)基本相同。

圖4 第一次降溫過(guò)程PW-CNTs的導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)增量隨溫度的變化Fig.4 Temperature dependence of the thermal conductivity and its improvement during the first cooling cycle

圖5 第三次降溫過(guò)程PW-CNTs的導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)增量隨溫度的變化Fig.5 Temperature dependence of the thermal conductivity and its improvement during the third cooling cycle

2.3 CNTs和銅網(wǎng)的加入對(duì)復(fù)合材料充放熱時(shí)間的影響

將盛有超聲振蕩的復(fù)合材料的鋁罐先放在80 ℃的恒溫水浴中,等復(fù)合材料內(nèi)部溫度都達(dá)到80 ℃后,把鋁罐放進(jìn)冰水混合物中,并立即記錄溫度,到復(fù)合材料中心溫度降到20 ℃停止,記為放熱過(guò)程,相應(yīng)的時(shí)間記錄為放熱時(shí)間,結(jié)果見(jiàn)圖6。

加入銅網(wǎng)前,由于CNTs的摻加,使得放熱時(shí)間有所減短,從純石蠟的4900 s減到PW-10CNTs的3600 s;但是相變過(guò)程的平臺(tái)時(shí)間卻由3000 s減到PW-5CNTs的650 s,PW-10CNTs的曲線基本沒(méi)有相變平臺(tái),見(jiàn)表 2。由于放熱過(guò)程中熱的主要傳播方式是傳導(dǎo),導(dǎo)熱系數(shù)起著決定性作用,結(jié)合第一次降溫過(guò)程的導(dǎo)熱系數(shù),可以看到在相變過(guò)程中,導(dǎo)熱系數(shù)大幅增加,從而減短了相變的時(shí)間。加入銅網(wǎng)后,PW-CNTs的整體的放熱時(shí)間和相變時(shí)間都約減少 1/4~1/2,由此可見(jiàn),銅網(wǎng)對(duì)于加強(qiáng)整體的傳熱性能貢獻(xiàn)很大。

表2 CNTs和銅網(wǎng)的加入對(duì)放熱時(shí)間的影響Table 2 Effects of CNTs and copper meshes additions on discharging time

圖6中,距離鋁罐壁R/4處的溫度曲線降溫速率明顯快于靠近中心位置的另兩條溫度曲線,說(shuō)明復(fù)合材料內(nèi)部的傳熱速率比較緩慢。比較圖6和圖7可以發(fā)現(xiàn),圖7的3條溫度曲線更加靠近,相鄰曲線的溫度差減小,表明加入銅網(wǎng)后,復(fù)合材料內(nèi)部的溫度分布相對(duì)更加均勻。此外,由于凝固從罐壁開(kāi)始,而復(fù)合材料凝固會(huì)發(fā)生體積收縮,可能在罐壁和復(fù)合材料之間產(chǎn)生縫隙,導(dǎo)致在此界面處的傳熱變差。對(duì)于界面處傳熱情況的考察將在后續(xù)展開(kāi)。

放熱過(guò)程結(jié)束以后,將鋁罐取出放進(jìn) 20 ℃的恒溫水浴中,待復(fù)合材料內(nèi)部溫度均達(dá)到20 ℃時(shí),把鋁罐移至80 ℃恒溫水浴中,并立即記錄溫度,至復(fù)合材料中心溫度均達(dá)到 80 ℃停止,記為充熱過(guò)程,相應(yīng)的時(shí)間記為充熱時(shí)間。與放熱曲線不同的是,充熱的溫度曲線沒(méi)有相變的平臺(tái),但是在達(dá)到相變溫度之前,有一段較長(zhǎng)的緩慢的溫度升高過(guò)程,類似于相變的平臺(tái)。此外,由于充熱過(guò)程除了熱傳導(dǎo)之外還存在對(duì)流,所以不同位置處的曲線有不同程度的交叉,說(shuō)明復(fù)合材料內(nèi)部存在著一定程度的對(duì)流,結(jié)合曲線,可以看出純石蠟中的對(duì)流最劇烈。

圖6 純石蠟和PW-CNTs的放熱曲線Fig.6 Temperature curves of discharging processes for PW and PW-CNTs

表3為CNTs和銅網(wǎng)的加入對(duì)充熱時(shí)間的影響,由表3中的數(shù)據(jù)看出加入銅網(wǎng)后,石蠟的充熱時(shí)間基本沒(méi)有變化,這可能是因?yàn)槭灥臒釋?duì)流起到了主要的作用,也說(shuō)明銅網(wǎng)的存在沒(méi)有在很大程度上抑制對(duì)流。但PW-CNTs的充熱時(shí)間幾乎減少一半,這可能是因?yàn)榧尤隒NTs后,復(fù)合材料的黏度變大,減弱了對(duì)流的強(qiáng)度,熱傳導(dǎo)起主導(dǎo)作用,銅網(wǎng)結(jié)構(gòu)把PW-CNTs分成小單元,加快了內(nèi)部的傳導(dǎo)。同樣,加入銅網(wǎng)后,圖9的3條溫度曲線比圖8要更加靠近,說(shuō)明銅網(wǎng)使復(fù)合材料內(nèi)部的溫度分布更加均勻。

圖7 置入銅網(wǎng)后純石蠟和PW-CNTs的放熱曲線Fig.7 Temperature curves of discharging processes for PW and PW-CNTs with copper meshes embedded

表3 CNTs和銅網(wǎng)的加入對(duì)充熱時(shí)間的影響Table 3 Effects of CNTs and copper meshes additions on charging time

圖8 純石蠟和復(fù)合材料的充熱曲線Fig.8 Temperature curves of charging processes of PW and PW-CNTs

圖9 置入銅網(wǎng)后純石蠟和復(fù)合材料的充熱曲線Fig.9 Temperature curves of charging processes of PW and PW-CNTs with copper mesh embedded

從圖8和圖9得出,加入CNTs后,PW-CNTs的充熱時(shí)間并沒(méi)有和放熱時(shí)間一樣縮短,反而延長(zhǎng)。對(duì)于這一現(xiàn)象,首先重復(fù)了實(shí)驗(yàn),確認(rèn)了結(jié)果的可靠性。其次,從熱的傳播方式看,可能原因如下:放熱過(guò)程由于外層的石蠟很快凝固下來(lái),內(nèi)部經(jīng)過(guò)短暫的對(duì)流過(guò)程也開(kāi)始凝固,所以放熱過(guò)程的熱傳播以熱傳導(dǎo)為主。而充熱過(guò)程以外層石蠟的熔化開(kāi)始,熱通過(guò)已熔化的液態(tài)石蠟對(duì)流及熱傳導(dǎo)傳到內(nèi)部,而熱對(duì)流的傳播速率比熱傳導(dǎo)快得多,所以充熱過(guò)程以熱對(duì)流為主,此時(shí)復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)不起主要作用。摻加CNTs后,復(fù)合材料的黏度明顯增加,熱對(duì)流的強(qiáng)度也會(huì)大大減弱,所以充熱的時(shí)間明顯長(zhǎng)于純石蠟。針對(duì)這部分的模擬計(jì)算正在展開(kāi),試圖尋求其它數(shù)據(jù)來(lái)證明這一觀點(diǎn)。

本工作綜合考慮金屬網(wǎng)的熱導(dǎo)率、網(wǎng)格密度、質(zhì)量以及強(qiáng)度,選取一種規(guī)格的銅網(wǎng)進(jìn)行研究,且只研究了一種金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu),只是金屬網(wǎng)添加的初步摸索,系統(tǒng)的研究還有待展開(kāi)。

3 結(jié) 論

(1)利用超聲振蕩制備了摻加量為 2%、5%和10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的碳納米管-石蠟復(fù)合相變材料;為進(jìn)一步增強(qiáng)傳熱速率,在 PW-CNTs中置入金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

(2)隨著CNTs摻加量的增加,復(fù)合材料的固-固和固-液相變溫度都略微有所降低,相變潛熱也隨著減少。

(3)摻加碳納米管能有效提高石蠟的導(dǎo)熱系數(shù),其中 PW-10CNTs復(fù)合材料的固態(tài)和液態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)分別提高了 31.4%和 40.2%;經(jīng)過(guò)熱循環(huán)后,PW-2CNTs和 PW-5CNTs的導(dǎo)熱系數(shù)增量有所降低,PW-10CNTs則基本沒(méi)有變化。

(4)加入銅網(wǎng)結(jié)構(gòu)后,加快了復(fù)合材料內(nèi)部的溫度傳導(dǎo),使其內(nèi)部的溫度分布更加均勻,縮短了充放熱時(shí)間。CNTs的摻加縮短了放熱時(shí)間,但大大延長(zhǎng)了充熱時(shí)間,可能是因?yàn)镃NTs的加入增大了復(fù)合材料的黏度,減弱了充熱過(guò)程中對(duì)流傳熱的強(qiáng)度。

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