管長和氮摻雜對單壁碳納米管熱導率的影響研究

作者：邵鈳,劉遠超,鐘建斌,鄒玉,黃志東

摘要：采用反向非平衡分子動力學方法模擬研究了300 K下(10,10)單壁碳納米管的熱導率隨管長和氮摻雜濃度的變化規律。結果表明:單壁碳納米管的熱導率隨管長增加呈線性升高,管長從10 nm增加到100 nm時熱導率升高了近5倍,但升高速率逐漸減緩,這是由于管長在增加過程中逐漸接近聲子平均自由程大小,聲子傳熱由彈道輸運向擴散輸運轉變所導致;隨著氮摻雜缺陷濃度的增加,單壁碳納米管的熱導率先急劇下降后趨于穩定,熱導率先急劇下降與管內聲子平均自由程的減小有關,而后熱導率趨于穩定是由于氮原子的聲子模式在聲子傳熱中占主導地位。

發文機構：北京石油化工學院機械工程學院 遼寧科技學院機械工程學院

關鍵詞：管長氮摻雜單壁碳納米管熱導率分子動力學模擬tube lengthnitrogen substitutional dopingsingle-walled carbon nanotubethermal conductivitymolecular dynamics simulation

分類號： TK124[動力工程及工程熱物理—工程熱物理]