碳納米管-天然橡膠復合材料導熱系數(shù)分子動力學模擬.pdf

1、隨著科學技術的快速發(fā)展，對于新型材料的需求變得很迫切，這其中就包括對新型導熱材料的需求。無論是國防科技還是國民經(jīng)濟的各個方面上都有著導熱材料的身影。人們心目中的新型導熱材料不僅需要具備抗磨、抗壓等性能，還應具備良好的熱傳遞能力。
　　碳納米管是一種性能優(yōu)良的導熱物質(zhì)，因此被人們公認為是填充高分子材料來提高導熱系數(shù)的最佳材料。本文的研究對象是碳納米管/天然橡膠復合材料，采用平衡態(tài)分子動力學方法。本文研究了分子動力學時間步長以及交聯(lián)密

2、度對天然橡膠導熱系數(shù)的影響;同時在碳納米管方面研究了改性對碳納米管導熱系數(shù)影響，最后對碳納米管填充到天然橡膠之后整個復合材料的導熱系數(shù)做了相關模擬。
　　本文首先以不同時間步長對天然橡膠導熱系數(shù)分子動力學模擬結果的影響為研究內(nèi)容，得到了在不同時間步長下天然橡膠導熱系數(shù)的收斂結果，并對得到的結果進行分析比較。結果表明，在時間步長低于0.1fs時，導熱系數(shù)結果穩(wěn)定在0.35 W·m-1·K-1左右，接近實驗結果。當選擇的時間步長大于0

3、.1fs后，隨時間步長選擇越來越大，導熱系數(shù)結果也越來越大，計算結果失去準確性。緊接著研究了交聯(lián)密度對異戊二烯分子鏈導熱系數(shù)影響，在這里使用共價連接的形式模擬交聯(lián)對其導熱性能的影響。模擬得出:交聯(lián)密度會減弱分子鏈的導熱性能，并且交聯(lián)密度越大，導熱系數(shù)越小。改性碳納米管導熱系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn);未改性的碳納米管因為獨特的構造（大長徑比），導致它表現(xiàn)出極高的導熱系數(shù)。而改性的碳納米管導熱性能相對于未改性的發(fā)生了很大的下降，并且即使改性密度僅有0.