铜-石墨烯复合建筑对热传输效率的影响
Arseny M Kazakov1, Galiia F Korznikova2, Ilyas I Tuvalev2
1Research Laboratory "Metals and Alloys under Extreme Impacts", Ufa University of Science and Technology, 450076 Ufa, Russia.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 25, 2023
概括
将石墨烯层添加到铜中会降低导热率,更多的层会导致更大的降低. 较短的石墨烯长度也会降低散热. 然而,一个无限的石墨烯层增加了导热率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 铜是一种广泛使用的材料,以其高导热性而闻名.
- 石墨烯是一种单一的碳原子层,具有特殊的热性能.
- 了解复合材料的热行为对于先进的应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究封闭的石墨烯层对铜的导热性的影响.
- 分析石墨烯层的数量和长度如何影响铜石墨烯复合材料中的热传输.
- 探索石墨烯作为金属材料中的热管理组件的潜力.
主要方法:
- 用分子动力学 (MD) 建模来模拟传热机制.
- 该研究系统地改变了石墨烯层的数量 (1,2,3和无限) 和它们的长度 (15nm和8nm).
- 计算了各种复合材料配置的导热率 (κ).
主要成果:
- 将封闭的石墨烯层插入铜中显著降低了复合材料的导热率.
- 石墨烯层数量的增加导致导热率的逐渐下降.
- 减少石墨烯层的长度降低了散热缺陷的密度,进一步影响了导热性.
- 相反,一个无限的石墨烯层大大增加了铜复合材料的导热率.
结论:
- 封闭的石墨烯层可以作为铜复合材料中的热屏障,降低整体导热率.
- 石墨烯层的数量和尺寸是调整铜石墨烯复合材料热性能的关键参数.
- 定制石墨烯集成为控制先进材料中的散热提供了一条途径,在热管理中具有潜在的应用.
