三维石墨烯-碳纳米管复合结构热导率的分子动力学模拟

作     者：于泽沛 冯妍卉 冯黛丽 张欣欣 YU Zepei;FENG Yanhui;FENG Daili;ZHANG Xinxin

作者机构：北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室北京100083 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2020年第71卷第4期

页      面：1822-1827页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51436001,51606008,51876007) 北京市自然科学基金项目(3192022) 中央高校基本科研业务(FRF-TP-19-007B1,FRF-TP-19-002B2) 

主　　题：纳米结构 复合材料 热传导 分子动力学 振动态密度 

摘      要：采用非平衡分子动力学方法模拟了三维石墨烯-碳纳米管复合结构的法向热导率。结果表明相比于多层石墨烯,其法向热导率提高了一个量级,其界面热阻相比碳纳米管的接触热阻降低了一个量级,但是石墨烯和碳纳米管的界面形变又阻碍了三维石墨烯-碳纳米管复合热导率的进一步提高。通过其振动态密度和重叠能进一步探究了三维石墨烯-碳纳米管复合结构结构能量的传递及声子的局域化情况。结果表明,碳管的添加激发了更多中高频声子振动参与传热,但是依然是低频声子占据主导;验证了界面处的形变是阻止法向热导率进一步提升的主要因素。