论文题目: 纳米流体的制备、稳定及导热性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 朱海涛
导师: 尹衍升
关键词: 纳米流体,一步湿化学法,制备,稳定性,导热系数
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 纳米流体是指以一定的方式和比例,在液体介质中添加纳米级的金属或非金属粒子形成的一类新型传热工质。与传统传热流体或含有微米级固体颗粒的流体相比,纳米流体具有导热能力高、稳定性好、对设备磨损小等优点。纳米流体在能源生产、电力供应、发动机冷却、集成电路中微孔道冷却等众多方面具有巨大的应用前景,从而成为材料、物理、化学、传热学等研究的热点。 目前,纳米流体的制备主要有两种方法:分散法和气相沉积法。分散法工艺简单、工序少,但存在颗粒团聚、稳定性及导热性差等缺点;气相沉积法把纳米颗粒的制备与纳米流体的制备结合在一起,纳米流体性能较好,但存在对设备要求高、产量低、难于产业化等缺点。 人们对纳米流体的导热性能作了实验及理论的研究,得到了几个有意义的理论公式及模型。但是,这些理论公式是仅考虑某个或某几个体系的性质而提出,其能够应用的范围较小。因此,还需制备多种体系的纳米流体,并对其进行导热性能及机理的研究。 本文首次提出了纳米流体一步湿化学法制备的概念,即把纳米粉体的湿化学法制备与纳米流体的制备结合在一起。并制备了Cu/乙二醇,CuO/水、Fe3O4/水、石墨/水四类纳米流体,研究了它们的稳定性、导热性。论文的主要内容包括: 1、采用新颖的微波多元醇法,即在乙二醇中加入强还原剂（次亚磷酸钠或肼）及采用微波辐射作为加热源,制备了Cu/乙二醇纳米流体。所制备的纳米流体中铜颗粒的粒径小（约10nm）、分散好,纳米流体的稳定性好。 深入研究了还原剂加入量、PVP加入量、反应温度、加热时间及浓度等因素对体系反应速度、产物粒径及组成等的影响,并对体系的机理进行了分析。认为强还原剂的添加及微波辐射作为加热源,加速了体系的反应速度,提高了成核速率,使铜纳米颗粒的粒径小且分布范围窄。 利用粒度分析、zeta电位分析、沉降分析等研究了微波加热时间、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）加入量、pH值、分散剂OP（壬基酚聚氧乙烯醚）加入量等对纳米流体稳定性的影响。结果表明:合适的微波加热时间、PVP及OP加入量条件下能获得稳定分散的纳米流体。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
符号说明
第一章 纳米流体研究进展
1．1 引言
1．2 国内外研究现状
1．2．1 纳米流体的体系研究
1．2．2 纳米流体的制备方法
1．2．3 纳米流体的稳定性
1．2．4 纳米流体的传热特性
1．2．5 强化传热机理研究
1．3 本论文的主要研究内容
第二章 Cu/乙二醇纳米流体的制备与稳定
2．1 引言
2．2 次亚磷酸钠为还原剂制备纳米流体
2 2．1 实验
2．2．2 结果与讨论
2．3 肼为还原剂制备纳米流体
2．3．1 实验
2．3．2 结果
2．3．3 讨论
2．4 纳米流体的稳定性
2．4．1 实验
2．4．2 结果与讨论
2．5 本章小结
第三章 CuO/水纳米流体的制备及稳定
3．1 引言
3．2 CuO/水纳米流体的超声化学法制备
3．2．1 实验
3．2．2 结果与讨论
3．3 CuO/水纳米流体的稳定性研究
3．3．1 实验
3．3．2 结果与讨论
3．4 本章小结
第四章 水基 Fe_3O_4纳米流体的制备及稳定
4．1 引言
4．2 水基 Fe_3O_4纳米流体的制备
4．2．1 实验
4．2．2 结果与讨论
4．3 水基 Fe_3O_4纳米流体的稳定
4．3．1 实验
4．3．2 结果与讨论
4．4 本章小结
第五章 石墨纳米流体的制备与稳定
5．1 引言
5．2 纳米石墨的制备
5．2．1 实验
5．2．2 结果与讨论
5．3 石墨纳米流体的稳定分散
5．3．1 实验
5．3．2 结果与讨论
5．4 本章小结
第六章 纳米流体的导热系数
6．1 引言
6．2 瞬态热丝法测量导热系数系统
6．2．1 瞬态热丝法测量原理
6．2．2 仪器设计
6．2．3 导热系数计算式
6．2．4 误差分析
6．3 纳米流体的导热系数
6．3．1 Cu/乙二醇纳米流体的导热系数
6．3．2 CuO/水纳米流体的导热系数
6．3．3 Fe_3O_4/水纳米流体的导热系数
6．3．4 石墨/水纳米流体的导热系数
6．4 纳米流体的强化导热机理
6．4．1 固液混合体系导热系数模型
6．4．2 纳米流体导热系数分析
6．5 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间完成的论文
攻读博士学位期间获得的奖励
学位论文评阅及答辩情况表
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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