石墨烯取向影响石墨烯/硝酸盐复合材料传热性能的分子动力学模拟

来源：复合材料学报杂志2022年第5期北京时间：

作者：吴晨光, 李蓓,

摘要：采用非平衡分子动力学(NEMD)方法，以二元硝酸盐Solar salt(NaNO₃和KNO₃质量比为6∶4) 为基体，石墨烯为填料，研究了石墨烯取向对石墨烯/硝酸盐复合材料界面热导的影响。研究发现，随着石墨烯平面与热流方向夹角的减小，体系热流密度升高、温差下降，界面热导从46.36 MW·m⁻²·K⁻¹提升至80.03 MW·m⁻²·K⁻¹。对复合材料中的原子振动态密度和微观结构进行表征，结果发现，随着石墨烯与热流夹角减小，界面处的热流从跨石墨烯平面运输转变为沿石墨烯平面的高效率运输，且加入石墨烯后硝酸盐会形成密度较大的致密层结构。同时，采用有效介质理论拟合了微观尺寸的石墨烯/硝酸盐复合材料热导率，结果表明，石墨烯平行于热流方向时复合材料热导率最高，且增加石墨烯体积分数及长度均有助于复合材料热导率的增强。

关键词：分子动力学, 界面热导, 石墨烯, 振动态密度, 有效介质理论,