管长和氮掺杂对单壁碳纳米管热导率的影响研究

作者：邵钶,刘远超,钟建斌,邹玉,黄志东

摘要：采用反向非平衡分子动力学方法模拟研究了300 K下(10,10)单壁碳纳米管的热导率随管长和氮掺杂浓度的变化规律。结果表明:单壁碳纳米管的热导率随管长增加呈线性升高,管长从10 nm增加到100 nm时热导率升高了近5倍,但升高速率逐渐减缓,这是由于管长在增加过程中逐渐接近声子平均自由程大小,声子传热由弹道输运向扩散输运转变所导致;随着氮掺杂缺陷浓度的增加,单壁碳纳米管的热导率先急剧下降后趋于稳定,热导率先急剧下降与管内声子平均自由程的减小有关,而后热导率趋于稳定是由于氮原子的声子模式在声子传热中占主导地位。

发文机构：北京石油化工学院机械工程学院 辽宁科技学院机械工程学院

关键词：管长氮掺杂单壁碳纳米管热导率分子动力学模拟tube lengthnitrogen substitutional dopingsingle-walled carbon nanotubethermal conductivitymolecular dynamics simulation

分类号： TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理]