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1、嘯业教胃高分子材料加工技术专业敎学资源库导热高分子的导热机理导热模型学校名称华南农业大学院系名称材料与能源学院时间2017年2月27日职业教育高分子材料加工技术专业教学岗源库1导热模型对于填充型高分子材料，除了导热机理的研究，许多研究者也提出了不少导热模型对不同形状填料(粉末、粒子、纤维等)填充的两相体系导热材料的导热率进行预测，如Maxwell-Eucken,Bruggeman,Nielsen和Cheng-Vochen的两相模型理论以及其他一些模型理论如Russell,Jefferso和Peterson等。1.1Maxwell-Eucken方程Maxwell采用势理论推导了在均匀连续介质中随
2、机分布球形粒子填充复合材料的电导率计算公式，Eucken在其基础上将电导率换为热导率，得到Max-well-Eucken方程，如式(3)所示ABA?12A12/2(kA)-人花+2X.2戸(花一h)式中V.分散相粒子的体积分数，Maxwell模型是最早的导热模型，在体系的填料量比较低时，这个模型能够很好地预测其热导性，但在分散相含量较高时，实验数据则与理论曲线有较大差异。出现这种差异的原因是Maxwell模型推导的前提就是分散相粒子在基体中极稀分散。12Bruggeman方程Bruggeman在研究中发现，导热填料粒子的含量很高时，粒子间会出现相互堆积和相互作用。它采用微分的方法，对微小的增加
3、量dv，推导出Maxwell方程的微分形式，如式(4)所示，对式(4)积分得Bruggeman方程，如式(5)所示。(4)dJ7(AjA)(IV)I2a)1.3Cheng-Vochen模型在Tsao的概率模型基础上，Cheng假定填料的分布服从高斯分布，分布常数为基体相体积分数的函数，然后根据分布函数预测复合材料的热导率，模|Afi(论一A)12B/2C(A;A)1/2|AB(石一A)|1/2B/2|C(A?A)1/2型的公式如式(6)(8)所示。(6)C7)(8)羁上仓业教育高分子材料抑工技术专业教学岗源库2.4Nielsen模型Nielsen应用求解复合材料性能的常用公式Halpin-Tsai作为复合材料热导率经验方程，如式(9)一(12)所示。(9)_1I丿松A=KvI(10)/A1A?/Al|A(II)gLI(12)式中K爱因斯坦系数A2J粒子的形态和取向方式有关的常数$与各组分热导率有关的常数与粒子的最大堆积体积百分数几有关分散粒子最紧密堆砌时的粒子体积百分数”A和Vm在文献中有许多建议值。Nielsen模型考虑了粒子间的相互作用及填料粒子在聚合物基体中的聚集态和取向方式，因此也适用于短切纤维填充的导热有合材料。
导热高分子的导热机理导热模型
