| Название: | Исследование теплового транспорта и тепловой проводимости границ в композитах и наножидкостях на основе детонационных наноалмазов |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 08 - ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК |
| Научная дисциплина: | 08-202 Теплофизические свойства веществ и материалов, в том числе в экстремальных состояниях 08-203 Фазовые равновесия и превращения 08-207 Термодинамические процессы в технических системах |
| Ключевые слова: | наноалмаз, теплопроводность, тепловое сопротивление, граница раздела, теплофизика, наножидкость, теплопередача |
| Время действия проекта: | 2009-2011 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Кидалов,СВ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 09-08-01200 |
| Финансирование 2009 г.: | 600000 |
| Исполнители: |
Алексенский,АЕ: лаб. физики кластерных структур (Дидейкина,АТ)
Богомазов,ИЕ: лаб. физики кластерных структур (Дидейкина,АТ)
Шахов,ФМ: лаб. физики кластерных структур (Дидейкина,АТ)
Эйдельман,ЕД: лаб. физики кластерных структур (Дидейкина,АТ)
Яшин,ВА
|
Проект направлен на решение фундаментальной задачи - теоретически проанализировать и экспериментально изучить процессы передачи тепла в двухфазных системах, одна фаза которых представляет собой наноалмазы детонационного синтеза с типичным размером частиц 4 нм, промышленный синтез которых впервые осуществлен в России. Предполагается изучить процессы передачи тепла в жидких средах и твердых композиционных материалах с наноалмазными частицами. Выбор алмазных наночастиц определяется тем, что алмаз обладает наибольшим значением теплопроводности, которая существенно превыщает значения теплопроводности металлов. (теплопроводность монокристаллического алмаза с низким содержанием примесей может достигать 2000 Вт/(м*К)). К объектам с размером в несколько нанометров плохо применимы понятие температуры и методы классической термодинамики. Будет исследована тепловая проводимость границ (тепловое сопротивление Капицы) между наноалмазами в образцах, полученных спеканием при высокой температуре (до 2200 0С) и высоком давлении до 8 ГПа. Это позволит определить зависимости тепловой проводимости границ от размера наноалмазов и степени графитизации поверхности, которая существенно зависит от давления и температуры и главное степени чистоты поверхности. Это представляет особый интерес, поскольку известно, что при нормальном давлении, энергия активации фазового перехода монокристаллического объемного алмаза выше, чем у наноалмаза. Будут исследованы тепловые проводимости интерфейсов наноалмаз - металл в композитах, полученных инфильтрацией расплавленных металлов в порошок наноалмаза. В качестве металлов могут быть использованы как карбидообразующие (смачивающие), так и не карбидообразующие (не смачивающие) металлы. В отличие от переноса тепла фононами в наноалмазах, перенос тепла в металлах осуществляется преимущественно электронами, поэтому исследование теплового сопротивления границ в таких композитах интересно не только с точки зрения практического получения композитов с высокими значениями теплопроводности но и с фундаментальной точки зрения. В тоже время теоретическое и экспериментальное изучение процессов передачи тепла в твердых и жидких двухфазных системах с наночастицами (последние получили название наножидкости), представляет все больший интерес для развития понимания процессов теплопереноса в наноструктурах. Экспериментальная проверка и понимание фундаментальных процессов переноса тепла в наножидкостях с наночастицами послужит базой для решения соответствующих инженерных задач.
