介孔復合材料的相變及熱輸運特性

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 相變蓄熱技術與相變蓄熱材料 2
1.1.1 蓄熱技術概述 2
1.1.2 相變蓄熱材料的分類 3
1.1.3 相變蓄熱技術研究與應用現(xiàn)狀 6
1.2 介孔異質納米復合體 9
1.2.1 介孔基體材料的定義與分類 9
1.2.2 介孔異質復合相變材料的研究現(xiàn)狀 16
參考文獻 34
第2章 微尺度熱特性的研究方法 43
2.1 分子動力學方法與熱導率計算 43
2.1.1 分子動力學原理 43
2.1.2 平衡態(tài)分子動力學方法 50
2.1.3 非平衡態(tài)分子動力學方法 51
2.2 熱容理論與模擬 51
2.2.1 愛因斯坦模型 51
2.2.2 德拜模型 52
2.2.3 分子動力學求解比熱 53
2.3 相變點的計算方法 53
2.3.1 勢能溫度函數(shù)法 53
2.3.2 基于自擴散系數(shù)計算相變點 54
2.3.3 偽超臨界路徑方法計算相變點與潛熱 54
2.4 熱物性測試方法 56
2.4.1 3ω法 57
2.4.2 瞬態(tài)平面熱源法 58
2.4.3 閃光法 59
2.4.4 掃描熱顯微法 60
2.5 比熱、熔點及潛熱測試方法 60
2.5.1 差示掃描量熱法 60
2.5.2 絕熱量熱法 61
2.5.3 差熱分析法 62
參考文獻 63
第3章 金屬納米基元的相變熱特性 64
3.1 金屬納米基元的相變行為 64
3.1.1 零維金屬納米顆粒的相變行為 64
3.1.2 一維金屬納米線的相變特性 73
3.1.3 金屬顆粒團聚對納米尺度熔化行為的影響 79
3.1.4 金屬納米顆粒相變過程的表征和測試 86
3.2 金屬納米基元的熱導率 93
3.2.1 電子和聲子（晶格）熱導率 93
3.2.2 金屬納米線/顆粒/膜的電子平均自由程 94
3.2.3 銀、銅和鋁納米顆粒的熱導率 102
3.2.4 圓截面銅納米線熱導率 105
參考文獻 111
第4章 有機類材料相變熱特性 117
4.1 烷烴類相變材料 117
4.2 有機聚合物類相變材料 124
4.2.1 概念 124
4.2.2 晶相及相轉變 125
4.2.3 受限空間下的聚合物 127
4.2.4 偽超臨界路徑方法計算聚合物相變點 129
4.2.5 PEG納米線的相變特性 132
4.2.6 PEG熱導率的多尺度特性 132
參考文獻 138
第5章 典型介孔材料的傳熱特性 140
5.1 硅基和碳基介孔材料熱特性 140
5.1.1 結構表征及重構 140
5.1.2 多孔骨架熱導率的分子動力學模型 143
5.1.3 考慮孔道邊界散射的理論模型 148
5.1.4 納米孔道受限空氣熱導率 151
5.1.5 介孔材料氣固耦合有效熱導率模型 152
5.2 介孔氧化鋁的比熱和熱導率 163
5.2.1 結構表征 163
5.2.2 介孔材料熱特性格子玻爾茲曼模擬 164
5.2.3 介孔材料熱導率和比熱 175
參考文獻 182
第6章 介孔碳受限孔道內低維納米材料的相變 185
6.1 碳基類復合相變材料 185
6.1.1 鋁介孔碳（AlCMK-3）熱導率 185
6.1.2 銀碳納米管（AgCNT）相變特性 190
6.1.3 十二酸碳納米管（LACNTs）熱導率及相變特性 197
6.2 硅基類復合相變材料 205
6.2.1 十七烷介孔二氧化硅（C17H36MCM-41）熱導率及相變特性 206
6.2.2 PEGMCM-41的修飾改性 212
6.2.3 銅介孔二氧化硅（CuMCM-41）熱導率 220
6.2.4 鋁介孔二氧化硅（AlMCM-41）熱導率 222
參考文獻 224
第7章 納米復合材料的綜合熱導率 226
7.1 納米顆粒壓片的綜合熱導率 226
7.1.1 二氧化硅納米顆粒的有效熱導率 226
7.1.2 納米顆粒壓片的綜合熱導率模型 227
7.1.3 結果與分析 230
7.2 組裝導電聚合物介孔復合材料熱導率 233
7.2.1 材料的制備與結構表征 233
7.2.2 雙流計法測量壓片復合熱導率 234
7.2.3 實驗結果與討論 237
7.3 納米顆粒燒結的多孔陶瓷熱導率 240
7.3.1 材料的制備與結構表征 240
7.3.2 基于獨立探頭的3ω法測量熱導率 242
7.3.3 硅氧碳多孔陶瓷的熱導率模型 244
7.3.4 結果與分析 245
參考文獻 246
附錄Ⅰ 主要符號表 248
附錄Ⅱ 名詞表 255