三水醋酸钠/石墨烯复合相变材料界面热阻的分子动力学模拟

作     者：黄文荻 周国兵 曹保鑫 HAUNG Wendi;ZHOU Guobing;CAO Baoxin

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第12期

页      面：6820-6827页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：北京市自然科学基金-海淀原始创新联合基金(L212068) 北京市自然科学基金(3192034) 

主　　题：三水醋酸钠 石墨烯 分子动力学 界面热阻 声子态密度 

摘      要：利用高导热材料复合水合盐是提高水合盐相变材料导热性能的有效途径之一。但不同材料复合时会在界面处产生较大热阻。本研究采用分子动力学方法,分别计算了三水醋酸钠(SAT)/石墨烯复合相变材料在固态、液态时的温度分布、热导率、径向分布函数(RDF)、声子态密度(PDOS),以研究两种材料界面处的原子分布、热输运和声子输运,从微观角度探究界面热阻产生的机理。温度计算结果表明,在固态与液态时,SAT/石墨烯界面处都存在较大的温度梯度,交界处的热阻均为其他区域的4.5倍左右。RDF计算结果表明,材料在固态时,石墨烯表面原子之间距离增大,形成真空层;液态时,石墨烯表面反而会出现原子聚集的现象。PDOS计算结果表明,石墨烯的加入会导致界面附近区域的低频声子分布紊乱,从而增加声子散射,降低导热效率;这种紊乱会随着与石墨烯的距离增大而减弱,从3nm处基本消失。