機能化されたBN,CN,BCNナノ粒子によるベラーン油ベースのナノ流体の熱性能とリオロギー性能

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 流体力学

背景:

• 工業用潤滑剤は,高性能なアプリケーションでは,熱性能を向上させる必要があります.
• ニトリドナノ粒子は熱伝達流体を改善する可能性を秘めています
• 表面機能化は,ナノ粒子の分散とベースオイルの安定性にとって極めて重要です.

研究 の 目的:

• ベラーン油ベースのナノ流体の熱的およびリオロジカルな性質を体系的に評価する.
• ボロンニトリド (BN),炭素ニトリド (CN),およびボロン炭素ニトリド (BCN) のナノ粒子の影響を調査する.
• ナノ粒子の濃度と温度が流体性能に与える影響を評価する.

主な方法:

• BN,CN,BCNナノ粒子の合成と表面機能化
• 異なる濃度 (0.1〜0.5 wt.%) のナノ流体の調製
• 異なる温度 (25°C,35°C,50°C) で熱伝導性,コンベクティブ熱伝送係数,比熱容量,粘度を実験的に測定する.
• FTIR,XRD,SEM,TEM,DLSを用いた特徴付け

主要な成果:

• ボロン・ニトリド (BN) ナノ流体では,熱伝導性が最も高く,重量0.3パーセントで50°Cで14.92%向上した.
• 二酸化炭素 (CN) ナノ流体では,特異熱容量が最も顕著に増加した (25°Cで414%).
• 炭酸ボロン (BCN) は,熱伝導性と特異熱容量の両方で適度な改善を示した.
• すべての試験されたナノ液体は,軽微な粘度増加を示した (50°Cで<1%).

結論:

• 機能化されたニトリドナノ粒子は,ベラーン油ベースのナノ流体の熱性能を効果的に強化します.
• BNとCNのナノ粒子は,特定の熱伝送アプリケーションに希望を示しています.
• 最小の粘度増加は,高性能の熱システムと産業用潤滑剤に適していることを示唆しています.
• これらの発見は,先端の潤滑剤添加物としてのナノ構造の可能性を強調しています.