ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

8
Содержание
том 63 / Август, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2016-59-7-584-591

УДК 519.673

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Михеев В. А.
БГТУ „ВОЕНМЕХ“; магистр


Сулаберидзе В. Ш.
БГТУ „ВОЕНМЕХ“;


Мушенко В. Д.
ООО „СТОЛП“; генеральный директор


Читать статью полностью 

Аннотация. Рассмотрены вопросы моделирования эффективной теплопроводности трехкомпонентных композиций на основе полимерных связующих СКТН-А, Сурэл-7 и порошков минеральных наполнителей SiO2, SiC, Al2O3, AlN в широком диапазоне значений объемного содержания включений. Актуальность подбора композиций с двумя наполнителями обусловлена потребностями в разработке компаундов с требуемыми теплопроводностью, прочностными и деформационными характеристиками. Предложен практически реализуемый подход к моделированию теплопроводности гетерогенных композиций с различным содержанием двух наполнителей, базирующийся на экспериментальном определении эффективной теплопроводности двухкомпонентных композиций с одинаковым связующим и различными наполнителями, а также дальнейшем расчете эффективной теплопроводности трехкомпонентных смесей на основе множественной регрессии. Адекватность модели обеспечивается проверкой в нескольких точках по объемному содержанию наполнителей, теплопроводность в которых определяется экспериментально. Приведены интерполяционные уравнения, описывающие теплопроводность композиций на основе полимерных связующих с двумя наполнителями. Предложено простое соотношение для практических оценок эффективной теплопроводности трехкомпонентных композиций, основанное на оцененной по экспериментальным данным для двухкомпонентных композиций эффективной теплопроводности агрегатов частиц наполнителя. 
Ключевые слова: теплопроводность, полимеры, композиционные материалы, наполнитель, связующее, трехкомпонентная смесь, множественная регрессия

Список литературы:
  1. Дульнев Г. Н., Заричняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974.
  2. Chen H., Ginzburg V. V., Yang J., Yang Y., Liu W., Huang Y., Du L., Chen B. Thermal conductivity of polymer-based composites: Fundamentals and applications // Progress in Polymer Science [Электронный ресурс]: .
  3. Михеев В. А., Сулаберидзе В. Ш., Мушенко В. Д. Зависимость теплопроводности композиционного материала на основе силикона от объемного содержания нитрида бора // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59, № 4. С. 317—322.
  4. Михеев В. А., Сулаберидзе В. Ш., Мушенко В. Д. Исследование теплопроводности композиционных материалов на основе силикона с наполнителями // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 7. С. 167—172.
  5. Михеев В. А., Сулаберидзе В. Ш., Мушенко В. Д. Теплопроводность заливочных компаундов на основе силикона для диэлектрических теплопроводящих покрытий в электронике // Сб. тез. 5-й Междунар. конф. по проблемам термометрии „Температура-2015“. СПб: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 2015. С. 245—247.
  6. Xu J. Z., Gao B. Z., Kang F. Y. A reconstruction of Maxwell model for effective thermal conductivity of composite materials // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 102, N 6. Р. 972—979.
  7. Zhou F., Cheng G. Lattice Boltzmann model for predicting effective thermal conductivity of composite with randomly distributed particles: Considering effect of interactions between particles and matrix // Computational Materials Science. 2014. Vol. 92. P. 157—165.
  8. Gao B. Z., Xua J. Z., Pengc J. J., Kanga F. Y., Dua H. D., Lia J., Chianga S. W.,  Xua C. J., Hua N., Ninga X. S. Experimental and theoretical studies of effective thermal conductivity of composites made of silicone rubber and Al2O3 particles // Thermochimica Acta. 2015. Vol. 614, N 20. P. 1—8.
  9. Кербер М. Л. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технологии. СПб: Профессия, 2008.
  10. Agrawal A., Satapathy A. Mathematical model for evaluating effective thermal conductivity of polymer composites with hybrid fillers // Intern. J. of Thermal Sciences. 2015. Vol. 89. P. 203—209.
  11. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. М.: Мир, 1968.
  12. Чудновский А. Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматгиз, 1962.
  13. Xua J., Gaoa B., Dua H., Kanga F. A statistical model for effective thermal conductivity of composite materials // Intern. J. of Thermal Sciences. 2016. Vol. 104. P. 348—356.