基于分形理論的高性能碳泡沫制備及熱性能研究.pdf

1、碳泡沫是一種多孔輕質(zhì)固態(tài)碳材料，它以碳原子為骨架，碳原子間相互堆積而成。碳泡沫有許多特性，如高溫耐受性，熱導可調(diào)性，電導可調(diào)性，以及較大的比表面積和開孔結(jié)構(gòu)等，這使得它在許多領(lǐng)域都有廣泛的應用價值，如熱管理、微波吸收、超級電容器、航空航天領(lǐng)域、催化劑載體以及各類電極應用等。但是由于碳泡沫材料具有非規(guī)則的幾何形態(tài)，對碳泡沫材料的熱性能的研究一直是通過實驗推導而非定量計算的方法來分析。同時要使得碳泡沫能在各種環(huán)境下有更廣泛的應用，必須使得碳

2、泡沫的強度足夠高，熱性能及機械性能達到可控。
　　 本論文基于分形理論，對碳泡沫的微觀結(jié)構(gòu)進行比較分析，在實驗獲取這種泡沫截面的基礎上，采用計算機圖像分析技術(shù)，基于分形理論對碳泡沫結(jié)構(gòu)的分形特性進行了研究，計算了其剖面的分形維數(shù)，在此基礎上，建立了一種基于分形的材料結(jié)構(gòu)模型和簡化的導熱模型，并利用等效熱阻法計算了其導熱系數(shù)，從而定量地分析了泡沫熱性能的影響因素。結(jié)果表明，該方法的計算值與報道的實測數(shù)據(jù)吻合，因此該分形模型是合理的