熱容的案例
瞬態(tài)分析熱容網(wǎng)絡(luò)建立
怎么利用9.1版本中的Assembly Network構(gòu)建熱容網(wǎng)絡(luò)啊？或者誰有完整的9.1版本用戶手冊，求分享~
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系統(tǒng)仿真軟件AMESim熱管理模塊學(xué)習(xí)：熱管理基礎(chǔ)
其他的對于濕空氣主要需要考慮和假設(shè)的是換熱的濕空氣容腔和濕空氣流路建模部件，而對流換熱內(nèi)部或外部對流換熱、自然和強制對流和密閉空間的對流換熱；對于太陽或者地表或者其他部件熱源的熱輻射主要考慮物體透明和不透明表面以及反射、投射和吸收熱量的計算。
2.1 各個元件參數(shù)設(shè)定和理論
2.1.1 材料定義
定義固體的材料屬性（鐵、銅、鋁等常見材料）包括：密度[Kg/m3]，比熱[J/Kg/℃]，熱導(dǎo)率[W/m/℃]，定義方式有：選擇庫中已有材料、定義為常量、定義為文件或者表達式、屬性定義擬合。
2.2.2 熱容計算
和材料質(zhì)量和體積有關(guān)
溫度計算：計算各個端口的熱量引起的變化
熱容本身存儲能量評估
重要概念：熱容的集中參數(shù)法，這里說的意思是比如做電池熱管理仿真，是考慮整個電池包當(dāng)成一個熱容還是一個電池模組或者電池單元看成一個熱容。電池溫差各個模組不一樣，如果把電池單元看成一個熱量是不足以分析電池溫差和溫度分布情況的，所以就需要分解，通過Bi參數(shù)選擇：
上式中，L是固體的換熱特征長度，h是對流換熱系數(shù)，λ是固體的導(dǎo)熱率
當(dāng)Bi <<1，適合單個熱容建模方式
當(dāng)Bi>>1,需要將熱容離散成多個質(zhì)量塊
若Bi<<1，固體中的導(dǎo)熱熱阻遠(yuǎn)小于流過流體邊界層的對流熱阻，可以假定固體內(nèi)溫度分布均勻，則Bi越小，表示內(nèi)熱阻越小，外部熱阻越大。
展開 相變過程材料的熱導(dǎo)率
代表性相變材料Cu2Se, Cu2S, Ag2S, 和 Ag2Se的（a）比熱和（b）熱擴散系數(shù)，（c）基于不同比熱計算得到的Cu2Se的熱導(dǎo)率，（d）相變過程中吸放熱對熱傳輸?shù)挠绊懯疽鈭D
最近，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員史迅、陳立東、曾華榮、副研究員仇鵬飛與美國科羅拉多大學(xué)/華中科技大學(xué)教授楊榮貴合作，基于對經(jīng)典熱輸運方程的校正，清晰闡述了相變過程中吸放熱對熱流傳輸?shù)挠绊懀l(fā)現(xiàn)相變除了可以影響材料的熱容外，還會顯著地導(dǎo)致材料熱擴散系數(shù)降低這一實驗假象，相變速度越快，熱擴散系數(shù)降低的假象越嚴(yán)重。因此，材料相變時的真實熱導(dǎo)率需要同時移除額外增加的熱容和降低的熱擴散系數(shù)的貢獻。這一理解在Cu2Se, Cu2S, Ag2S, 和 Ag2Se四種相變材料中獲得了實驗驗證。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進材料》（Advanced Materials，DOI: adma.201806518）。
高溫下材料的熱導(dǎo)率可由公式k=CP′d′l計算得到，其中CP是熱容，d是密度，l是熱擴散系數(shù)。通常采用激光散射法（LFA）測試熱擴散系數(shù)，阿基米德法測量密度，DSC差示掃描量熱法測量熱容。材料發(fā)生相變時，人們早已知道熱容可以明顯增加，密度的變化很小，可以忽略，而通常認(rèn)為熱擴散系數(shù)不受影響。
（a）相變過程中的熱擴散系數(shù)（lm）、相變反應(yīng)速率和比熱之間的關(guān)系，（b）Cu2Se, Cu2S, Ag2S, 和Ag2Se的相變反應(yīng)速率隨溫度的變化
（a）Cu2Se, Cu2S, Ag2S和Ag2Se的真實熱導(dǎo)率，（b）基于真實熱導(dǎo)率計算得到的Cu-2Se相變過程中的熱電優(yōu)值zT
材料相變會吸收或釋放部分熱量，進而無法使用經(jīng)典的熱傳導(dǎo)方程描述相變過程中的熱流輸運。研究團隊引入相變動力學(xué)方程進行校正，成功得到了適用于相變過程的熱傳導(dǎo)方程。
展開 技術(shù)研究 | PA6比熱容測試影響因素探究
圖3 不同溫度跨度比熱容測試曲線
3.3 是否含有相變
比熱容測試時，依據(jù)不同溫度比熱容的測試需求，有時測試過程中會包含相變，為了探究測試過程中含有相變與不含相變對比熱容測試結(jié)果的差異，從圖4可以看出針對PA6材料是否含有相變對比熱容的測試結(jié)果影響不大。
圖4 是否含有相變比熱容測試對比曲線
3.4 不同升溫速率與恒溫時間
比熱容測試時會設(shè)置等溫階段，其設(shè)置的目的在于使試樣達到熱平衡，以此保證試驗測試的起始溫度一致，從而提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及重復(fù)性。一般只要時間足夠長均能達到熱平衡，但是實際測試時需要兼顧準(zhǔn)確性與測試效率。所以探究不同恒溫時間對比熱容測試結(jié)果的影響。試驗結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出隨初始恒溫時間的延長，比熱容測試結(jié)果逐漸增大。所以若測試時間允許可以適當(dāng)延長比熱容的恒溫時間。
除此之外不同的升溫速率也可能會導(dǎo)致比熱容測試結(jié)果的不同，一般來說，升溫速率過快，會導(dǎo)致熱效應(yīng)往高溫方向漂移，測得的比熱數(shù)據(jù)也會偏低。所以探究不同升溫速率對比熱容測試結(jié)果的影響，試驗結(jié)果如圖5所示，從圖5可以看出不存在相變時，比熱容隨升溫速率的增加呈下降的趨勢，但是差異并不明顯。所以這也表明在合理的升溫速率范圍內(nèi)，其對比熱容測試的影響并不顯著。
圖5 不同升溫速率與恒溫時間的比熱容測試曲線
3.5 測試是否采用同一坩堝
日常測試比熱容時采用同一坩堝進行測試，但該操作的缺點是需要人員實時跟蹤，而標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19466.4表明可以使用3套樣品質(zhì)量不超過0.1mg的坩堝進行測試，從圖6可以看出，比熱容測試時非同一坩堝的測試結(jié)果稍高于同一坩堝的比熱測試結(jié)果。所以后期比熱容測試時盡量使用同一坩堝。
展開 
基于VASP+phonopy+shengbte計算聲子相干的熱學(xué)性質(zhì)
聲子相干的熱學(xué)性質(zhì)在計算材料領(lǐng)域有著非常重要的地位，我們可以通過第一性原理計算得到任一種晶體的熱力學(xué)性質(zhì)，但是很多小伙伴尤其是初學(xué)者還比較陌生，本文介紹基于DFT計算與聲子相關(guān)的性質(zhì)，是用VASP+phonopy+shengbte計算一種材料的聲子譜，聲子態(tài)密度，熱力學(xué)性質(zhì)（包括準(zhǔn)簡諧近似下的亥姆霍子自由能，等壓熱容Cp，熱膨脹系數(shù)，格林愛森參數(shù)，和考慮高階聲子的聲子散射，群速度，聲子自由程，熱導(dǎo)率等等）共分為如下幾個部分：
(1). 生成4個輸入文件: POSCAR POTCAR INCAR KPOINTS 然后進行優(yōu)化（這一步優(yōu)化精度需要高一點，不然可能會因為優(yōu)化精度不夠而導(dǎo)致的虛頻）
(2). 通過phonopy擴胞 生成N個位移后的POSCAR（N的數(shù)量取決于結(jié)構(gòu)的對稱性，對稱性越好N的個數(shù)越少也就是計算量越小）然后計算每個displacement的POSCAR的自洽，得到二階力常數(shù)，同時也得到了聲子譜，聲子態(tài)密度和等容熱容等熱力學(xué)性質(zhì)
(3). 通過準(zhǔn)簡諧近似的方法，考慮聲子隨體積的變化，計算出材料的非簡偕熱力學(xué)性質(zhì) 比如等壓熱容和熱膨脹系數(shù)等
(4). 利用thirdorder擴胞生成N個位移后的POSCAR 然后每個都進行自洽得到三階力常數(shù)（如有考慮四階力常數(shù)的必要可用fourorder擴胞得到四階力常數(shù)）
(5).
展開 熱分析——基礎(chǔ)知識
對流傳熱系數(shù)（Convection Film Coefficient）指對流傳熱基本計算式——牛頓（Newton）冷卻公式（Newton‘s law of cooling）中的比例系數(shù)，以前又稱為對流換熱系數(shù)，是由流體內(nèi)部各部分質(zhì)點發(fā)生宏觀運動而引起的熱量傳遞過程，只能發(fā)生在有流體流動的場合單位是W/(㎡*K)，含義是對流換熱速率，反應(yīng)了對流傳熱的快慢，對流傳熱系數(shù)越大，表示對流傳熱越快。對流傳熱系數(shù)分為局部總傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)，總傳熱系數(shù)總是接近于α小的流體的對流傳熱系數(shù)。對流傳熱系數(shù)代表對流傳熱能力。影響對流傳熱系數(shù)的主要因素有：引起流動的原因、流動狀況、流體性質(zhì)、傳熱面性質(zhì)等。對流傳熱系數(shù)可由理論推導(dǎo)、因次分析、實驗等方法獲得。
輻射率（Emissivity也稱發(fā)射率）是指衡量物體表面以輻射的形式釋放能量相對強弱的能力。物體的輻射率等于物體在一定溫度下輻射的能量與同一溫度下黑體輻射能量之比。黑體的輻射率等于1，其他物體的輻射率介于0和1之間。
輻射率是依據(jù)物體本身的溫度輻射出能量的能力，描述被測物體輻射能力的參數(shù)。也指物體自身輻射的能量與同一溫度下絕對黑體所輻射的能量比，用守號ε表示。輻射率僅僅與物體表面的性質(zhì)（成分、結(jié)構(gòu)）有關(guān)。在定給溫度條件下，任何物體的輻射率在數(shù)值上等于此物體的吸收率。ε=1-ρ。輻射率有時稱為輻射系數(shù)。當(dāng)輻射能投射到物體表面時，就發(fā)生反射、吸收和透過。物體吸收了輻射能后溫度升高，并隨之又輻射出一部分能量。
比熱容(Specific Heat Capacity)是指沒有相變化和化學(xué)變化時，一定量均相物質(zhì)溫度升高1K所需的熱量。如果是1mol物質(zhì)，則所需熱量即為摩爾熱容。在等壓條件下的摩爾熱容Cp稱為定壓摩爾熱容。在等容條件下的摩爾熱容Cv稱為定容摩爾熱容。通常將定壓摩爾熱容與溫度的關(guān)系，關(guān)聯(lián)成多項式。
展開 考慮焊料空洞損傷的IGBT雙向熱網(wǎng)絡(luò)模型
圖3、未考慮硅膠和外殼的仿真模型的芯片溫度分布
傳統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)模型在計算熱阻和熱容時，并未考慮有效傳熱區(qū)域的耦合現(xiàn)象。健康模塊的熱量分布均勻，用這種方法計算有效傳熱面積時不會產(chǎn)生較大誤差。當(dāng)芯片焊料層出現(xiàn)空洞時，這種計算方法會使熱阻熱容值與實際情況相差較大，進而使熱網(wǎng)絡(luò)模型計算的結(jié)溫出現(xiàn)較大誤差。但由于空洞位置和大小的隨機性，很難實現(xiàn)在實際工況中考慮空洞對有效傳熱區(qū)域的影響。而經(jīng)過熱仿真發(fā)現(xiàn)，硅膠和外殼可以使結(jié)溫分布均勻，在建立熱網(wǎng)絡(luò)模型時可忽略空洞對有效傳熱區(qū)域的影響。因此，本文建立考慮硅膠和外殼的雙向熱網(wǎng)絡(luò)模型，以逼近實際的物理工況。
1.2、雙向熱網(wǎng)絡(luò)模型
焊料層出現(xiàn)空洞時，考慮硅膠和外殼的熱網(wǎng)絡(luò)模型如圖4所示。由于此模型同時考慮了芯片的上、下層結(jié)構(gòu)， 因而稱之為雙向Cauer模型。基于傳統(tǒng)Cauer模型的原理，分別用一對RC來表示硅膠和外殼的熱阻和熱容，其數(shù)值見表3。
圖4、考慮空洞損傷的雙向Cauer模型
表3、熱網(wǎng)絡(luò)模型的RC參數(shù)
圖5、考慮硅膠和外殼的有限元仿真模型
圖5是考慮硅膠和外殼的IGBT模塊的有限元分析模型，圖6為考慮硅膠和外殼的仿真模型的芯片溫度分布。健康模塊的芯片溫度分布與不考慮硅膠和外殼時的芯片溫度分布接近。而當(dāng)焊料層出現(xiàn)空洞時，硅膠和外殼可以減小芯片溫度分布受空洞的影響，最高溫度更接近芯片的中央位置，較大面積的空洞上方位置的溫度均勻，芯片高溫區(qū)域較大，溫度梯度較小。
展開 COMSOL主打的就是一個方式方法！
如果能夠進一步提供加熱裝置材料的熱導(dǎo)率、密度、熱容等參數(shù)，就可以用一個傳熱方程來描述該裝置通電后的溫度升高和分布。具體的溫度還與邊界有關(guān)。加熱裝置浸泡在水里，局部的溫升還要引起水的自然對流，水的對流可以用一個流體方程描述。如果還能提供水的熱容、密度和熱導(dǎo)率，那么一個對流傳熱方程也可以建立起描述水中的溫度分布。加熱裝置和水的溫度在分界線上應(yīng)該是相等的，也就是連續(xù)的。至于水的外邊界，這是一個換熱邊界，水通過壺壁與外界空氣不斷地交換熱量，應(yīng)該提供換熱系數(shù)和環(huán)境溫度，而且可能還存在輻射帶來的熱量損失，要把這一項考慮在內(nèi)。”其實如果更仔細(xì)地考慮，水壺壁的傳熱過程也可以更仔細(xì)地描述，指定壺壁材料的熱導(dǎo)率、密度和熱容，用一個單獨的傳熱方程來描述壺體的傳熱。
有經(jīng)驗的工程師會說，“在實際中，壺體多是鋁或者不銹鋼，都是熱的良導(dǎo)體，壺體的溫度變化隨水溫變化非常靈敏，可以近似地認(rèn)為壺體溫度與水的溫度一致，因此就不需要單獨考慮了。”
這個思考的過程就是建模。你看，建模這項工作是整個仿真中最核心的部分，它體現(xiàn)了仿真工程師的知識和經(jīng)驗，然而它與軟件或者算法無關(guān)。這位專業(yè)的工程師在完成建模工作之后，才去尋求是否要用什么算法或者軟件幫他求解這些問題。
展開 STAR-CCM+水流仿真案例教 |水龍頭冷熱水混合模擬案例（附百度網(wǎng)盤鏈接）
作者 | Tsinglin
文章來源 | CFD學(xué)習(xí)與應(yīng)用
本案例演示采用STAR-CCM+模擬家用水龍頭內(nèi)部冷、熱兩股水流混合后流出過程，水龍頭內(nèi)部水流流動特性與溫度分布情況。
一、問題描述
熱水和冷水進入水龍頭，在混合區(qū)域中交匯，然后從出口流出。其中混合器部件材料為黃銅，管道部件材料為不銹鋼。模擬60℃熱水與20℃冷水分別以5m/s的流速流入混合器進行混合，最終流出。
水龍頭結(jié)構(gòu)模型是由CAD工程師提供的Inventor建好三維幾何模型，（源文件見文末下載鏈接）
二、仿真目的
獲取水龍頭內(nèi)部冷、熱流體的混合流動特性及傳熱特性，用于指導(dǎo)混合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
? 評估水龍頭中的水流分布
? 評估水龍頭出水溫度的均勻性
? 測量水龍頭的壓降
三、仿真策略
綜合考慮仿真時間成本和仿真精度，合理將仿真任務(wù)進行分解，如按時間成本從低到高排序如下：
第一步，不考慮固體熱容對換熱影響，穩(wěn)態(tài)分析；精度低
第二步，考慮固體熱容對流體換熱影響，穩(wěn)態(tài)分析；精度高
第三步，如需了解整個混合換熱過程，則需要進行瞬態(tài)分析；
四、CFD過程演示
1、模型前處理
本案忽略了固體熱容對溫度場的影響，因此，提取水龍頭內(nèi)部流道進行數(shù)值仿真。本案例采用3D-CAD操作抽取模型如下：（此處推薦用SCDM做幾何前處理）
1.1 啟動STAR-CCM+，新建模擬。右擊【幾何/3D-CAD】節(jié)點，選擇【新建】進入3D-CAD編輯窗口。
展開 可充電鋰離子電池解決方案
下圖顯示了一個熱網(wǎng)絡(luò)熱分析實例。使用這種模型時，需要構(gòu)建熱節(jié)點，每個節(jié)點與一個代表該位置的熱容相關(guān)聯(lián)。節(jié)點與節(jié)點之間用熱阻連接，熱阻代表了節(jié)點之間的熱傳導(dǎo)。由于無法使用足夠的節(jié)點，該模型精確度有限，并且大量的熱節(jié)點會增加模型復(fù)雜性，從而違背了通過等效電路模型提高效率的出發(fā)點。另外，熱網(wǎng)絡(luò)模型需要仔細(xì)校準(zhǔn)計算所需的熱阻和熱容。
基于RC熱網(wǎng)絡(luò)的熱降階模型
ANSYS的另一種方案使用線性時不變(LTI)模型。這種模型使用一個RC網(wǎng)絡(luò)，但這些RC元件的使用目的與熱網(wǎng)絡(luò)法不同。在LTI方法中，RC用于匹配系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。該方法具有固定的RC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并非像熱網(wǎng)絡(luò)那樣使用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這樣的固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得模型生成過程變得簡單而且自動化。LTI方法可以與CFD結(jié)果一樣精確，而且不需要計算熱阻和熱容。與熱網(wǎng)絡(luò)方法不同，LTI方法依靠系統(tǒng)的線性時不變特性，如下圖所示。
用于從CFD解中抽取熱降階模型的LTI法
通過抽取等效電路模型(ECM)的一組輸入?yún)?shù)，可獲得單體模型的電氣行為。下圖顯示了最新的電池ECM模型抽取流程。使用ECM模型前，設(shè)計人員首先要準(zhǔn)備一些單體電池的測試數(shù)據(jù)，即開路電壓與荷電狀態(tài)(SOC)的關(guān)系曲線及脈沖放電下瞬時電壓變化曲線。ANSYS Twin Builder中的ECM抽取工具能接收測試數(shù)據(jù)并自動創(chuàng)建單體電池ECM模型。一旦創(chuàng)建了單體電池的ECM模型，用戶就可以通過拖放來連接多個單體電池，以創(chuàng)建電池模組或電池組電路模型，如下圖所示。然后，該模型可用來預(yù)測電池模組或電池組的電性能。驗證結(jié)果顯示電池ECM模型的最大誤差小于0.2%。
展開 精準(zhǔn)洞察熱性能：T3Ster 熱阻測試儀的強大優(yōu)勢
（三）熱仿真模型校準(zhǔn)
T3ster 的測試結(jié)果可生成熱阻熱容模型，供熱仿真軟件使用。同時，其測試數(shù)據(jù)能夠用于校準(zhǔn)詳細(xì)的仿真模型，提高熱仿真的準(zhǔn)確性和可靠性，使得工程師在設(shè)計階段能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品的熱性能，減少設(shè)計迭代次數(shù)，縮短產(chǎn)品上市時間 。
（四）研發(fā)創(chuàng)新
在半導(dǎo)體和電子領(lǐng)域的研發(fā)過程中，T3ster 可用于研究半導(dǎo)體器件的熱特性，評估新型封裝材料和結(jié)構(gòu)的熱性能。通過對新設(shè)計和新材料的熱測試，為技術(shù)創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支持，推動行業(yè)的技術(shù)進步 。
在半導(dǎo)體和電子設(shè)備行業(yè)對熱管理要求日益嚴(yán)苛的今天，T3ster 熱阻測試儀憑借其卓越的測試性能、廣泛的應(yīng)用范圍和強大的功能，成為熱特性測試領(lǐng)域的佼佼者。無論是半導(dǎo)體制造商、電子系統(tǒng)設(shè)計工程師，還是科研人員，T3ster 都能為其提供精準(zhǔn)、高效的熱測試解決方案，助力產(chǎn)品性能提升與技術(shù)創(chuàng)新。
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瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)
最終單元方程如下，其中M是熱容矩陣，K是傳導(dǎo)矩陣，F(xiàn)是熱載荷。
熱容矩陣乘的是溫度的導(dǎo)數(shù)。在瞬態(tài)問題的求解中，導(dǎo)數(shù)項可以寫成前后時間變量差值與時間間隔的比值：
代入后得到如下形式：
求解思路
在求解過程中，把Tn+1當(dāng)作未知量，Tn作為已知量。這樣在每個時間點，求解方法和結(jié)構(gòu)有限元方法一致。
初始時候，可以指定一個溫度作為全域已知初始溫度，然后在迭代過程中，Tn和Tn+1會逐漸接近，達到收斂狀態(tài)。
案例效果
設(shè)計案例如下，同時包含對流換熱邊界條件和熱流，時間總長10000s，每步時間間隔50s。
自研求解器和商用軟件結(jié)果對比如下，從結(jié)果可以看出，自研求解器結(jié)果與商用軟件結(jié)果一致。
自研求解器結(jié)果：最終溫度分布
商用軟件結(jié)果：最終溫度分布
自研求解器結(jié)果：平均溫度時間曲線
商用軟件結(jié)果：平均溫度時間曲線
展開 防火水凝膠織物層壓板，一個可以挽救生命的簡單概念
盡管耐火聚合物織物是可商業(yè)購買的，但是這些織物中的許多是昂貴的，在暴露于高溫時迅速分解和/或變得非常熱。作者通過層壓水凝膠和織物開發(fā)了一類新的阻燃材料。水凝膠含有約90％的水，其具有大的熱容量和蒸發(fā)焓。當(dāng)層壓板暴露在火中時，隨著水的加熱和蒸發(fā)，大量的能量被吸收。在完全脫水之前，水凝膠的溫度不能超過100℃。該織物具有低導(dǎo)熱性并保持水凝膠和皮膚之間的溫度梯度。使用最近開發(fā)的堅韌水凝膠制造層壓材料，以確保在加工和使用過程中層壓材料的完整性。熱模型預(yù)測了層壓板的性能，并表明它們具有優(yōu)異的耐熱性，與實驗非常吻合，使其成為救生應(yīng)用（如防火毯或服裝）的可行候選材料。
美國哈佛大學(xué)的ZhigangSuo和JoostJ. Vlassak（通訊作者）在研究防火材料時發(fā)現(xiàn)，耐高溫的高聚物纖維具有較高的熱分解溫度和較低的熱導(dǎo)率，低熱導(dǎo)意味著熱量從外部熱源傳遞到皮膚的過程很慢，雖然纖維的熱分解溫度較高，但纖維在熱分解過程中會粘附在皮膚上并放出大量熱量；水凝膠中含有大量的水，因而其熱容較高，在防火應(yīng)用中，隨著水分的蒸發(fā)，水凝膠的熱容降低，水凝膠開始分解。將兩種不同的防火材料復(fù)合，可以得到兼具二者優(yōu)點的防火復(fù)合材料。作者將水凝膠縫合在纖維織物上，使之成層，以期達到優(yōu)良防火性能。
作者對羊毛、芳綸、氧化聚丙烯腈織物和水凝膠分別做了防熱測試、防火測試和熱防護性能測試，并通過計算構(gòu)建了新的熱傳遞模型，同時對水凝膠 - 織物層壓板進行了優(yōu)化設(shè)計處理。相關(guān)成果以“Fire-Resistant Hydrogel-Fabric Laminates: A Simple Concept That May Save Lives”為題發(fā)表在ACS Applied. Materials & Interfaces上。
圖文導(dǎo)讀
圖1.
展開 未來十年電力電子設(shè)備熱設(shè)計技術(shù)漫談
未來十年電力電子設(shè)備熱設(shè)計技術(shù)方向：選擇導(dǎo)熱系數(shù)大、熱容更大的新材料或多種材料和技術(shù)的綜合應(yīng)用。
2D熱管、3D熱管肯定有一席之地，石墨烯材料已經(jīng)在廣泛應(yīng)用于消費型電子產(chǎn)品，比如：手機、電視、電腦之中，液態(tài)金屬在減小界面熱阻場合應(yīng)用前景廣闊，間接的水冷和直接浸沒式的油冷也將登上歷史舞臺的C位。
：SnTe的熵工程——多組元合金化導(dǎo)致超低晶格熱導(dǎo)率和先進熱電
【引言】
熱無處不在：人類創(chuàng)造的能量中多于2/3都以熱量的形式流失。熱電材料可以無需旋轉(zhuǎn)部件或溫室排放，直接將未開發(fā)的浪費的熱量轉(zhuǎn)化為電能。因此，熱電材料研究在近幾十年來受到了廣泛關(guān)注。提供熱電材料性能的方法就像Slack提出的名為“電子-晶體 聲子-玻璃”的雙向策略一致，一方面通過能帶結(jié)構(gòu)工程使電導(dǎo)率、Seebeck系數(shù)和載流子熱導(dǎo)率退耦合，得到較高的功率因數(shù)；另一方面，通過全方位層次結(jié)構(gòu)抑制晶格熱容。根植于高熵合金的核心效應(yīng)，熵工程可實現(xiàn)高熵合金能帶結(jié)構(gòu)工程和多尺度層次結(jié)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)。
【成果簡介】
近日，深圳大學(xué)的李均欽教授（通訊作者）團隊在Advanced Energy Materials上發(fā)表了題為“Entropy Engineering of SnTe: Multi‐Principal‐Element Alloying Leading to Ultralow Lattice Thermal Conductivity and State-of-the-Art Thermoelectric Performance”的文章。增加合金元素的數(shù)目，需要補償載流子遷移率，這一直是高熵合金應(yīng)用于熱電材料領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。而此篇文章作者考慮了多組元合金體系，即合金元素少于五種的“低配版”高熵合金。組元并不是等摩爾的，混合熵卻足夠高來引發(fā)高熵合金的核心效應(yīng)。未驗證多組元合金化體系的合理性，作者選擇環(huán)境友好的SnTe作為最佳材料樣本，其簡單的fcc巖鹽型結(jié)構(gòu)易于展示多組元合金體系的效力，考慮到高熵合金效應(yīng)，巖鹽型結(jié)構(gòu)也有利于形成單相高熵合金。
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