一种纳米材料添加确定方法、系统及电子设备

本发明涉及复合材料，特别是涉及一种纳米材料添加确定方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、在实际生产中存在各种纳米材料。纳米材料的性能和经济性通常是判断纳米材料是否适合复合材料的标准。

2、通常判断纳米材料添加对整体(基质+掺合料)导热性能的影响，是通过实验或者构建复合模型模拟计算获得。现有判断纳米材料添加对整体(基质+掺合料)导热性能的影响的方式往往存在复杂程度高、耗费时间长等缺点。

3、此外，现有技术还采用理论方法判断纳米材料添加对整体(基质+掺合料)导热性能的影响，但是这种方法需要经过计算、反复的测算以及对比才能完成，也存在耗费时间长等缺点。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种纳米材料添加确定方法、系统及电子设备。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种纳米材料添加确定方法，包括：

4、获取导热性能以及每种纳米材料与基材料间的界面热导；所述导热性能为待制备复合材料的热传导性能；

5、基于所述导热性能和所述界面热导确定每种纳米材料的热导分量；

6、获取每种纳米材料与所述基材料间的热导率以及每种纳米材料特征长度；

7、建立每种所述纳米材料与所述基材料间的热导率与每种所述纳米材料特征长度间的关系；

8、基于所述热导率与所述纳米材料特征长度间的关系确定临界长度；

9、选取纳米材料，并判断选取的纳米材料的特征长度是否小于所述临界长度，得到判断结果；

10、当所述判断结果为是时，确定选取的纳米材料的有效尺寸区间，并基于选取的纳米材料的有效尺寸区间和选取的纳米材料的热导分量确定基材料中这一纳米材料的添加，以制备得到复合材料；

11、当所述判断结果为否时，基于选取的纳米材料的特征长度和选取的纳米材料的热导分量确定基材料中这一纳米材料的添加，以制备得到复合材料。

12、可选地，所述热导分量的计算公式为：

13、

14、式中，为热导分量，κnano为导热性能，gi为纳米材料与所述基材料间的界面热导，ai为纳米材料的几何因子。

15、可选地，在基于所述导热性能和所述界面热导确定每种纳米材料的热导分量之后，还包括：

16、基于不等式运算规则确定所述热导分量与所述导热性能间的关系为正比关系。

17、可选地，基于不等式运算规则确定所述热导分量与所述导热性能间的关系为正比关系，具体包括：

18、设定纳米材料的几何因子ai为1，并基于不等式运算规则得到公式

19、基于所述公式确定所述热导分量与所述导热性能间的关系为正比关系。

20、可选地，在获取每种纳米材料与所述基材料间的热导率以及每种纳米材料特征长度之前，所述方法还包括：

21、获取每种纳米材料的热导率，以及设定每种纳米材料的掺入量；

22、基于每种纳米材料的热导率、所述界面热导和每种纳米材料的掺入量确定每种定纳米材料与所述基材料间的热导率。

23、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

24、本发明提供的纳米材料添加确定方法，基于导热性能和界面热导确定每种纳米材料的热导分量，即得到纳米材料的热学指标，基于这一热学指标能够快速判断提高导热性能的潜力更大的纳米材料。并且，本发明通过建立每种纳米材料与基材料间的热导率与每种纳米材料特征长度间的关系确定临界长度，当选取的纳米材料的特征长度小于临界长度时，确定该纳米材料的有效尺寸区间，即得到纳米材料的尺寸指标，进而能够判断给出的纳米材料对应在最佳热导率提升区间，基于以上处理，能够基于纳米材料的有效尺寸区间和/或热导分量确定基材料中纳米材料的添加制备得到满足要求的复合材料。

25、此外，本发明还提供了以下实施结构：

26、一种纳米材料添加确定系统，应用于上述提供的纳米材料添加确定方法；所述系统包括：

27、第一获取模块，用于获取导热性能以及每种纳米材料与基材料间的界面热导；所述导热性能为待制备复合材料的热传导性能；

28、热导分量确定模块，用于基于所述导热性能和所述界面热导确定每种纳米材料的热导分量；

29、第二获取模块，用于获取每种纳米材料与所述基材料间的热导率以及每种纳米材料特征长度；

30、关系建立模块，用于建立每种所述纳米材料与所述基材料间的热导率与每种所述纳米材料特征长度间的关系；

31、临界长度确定模块，用于基于所述热导率与所述纳米材料特征长度间的关系确定临界长度；

32、判断模块，用于选取纳米材料，并判断选取的纳米材料的特征长度是否小于所述临界长度，得到判断结果；

33、第一制备模块，用于当所述判断结果为是时，确定选取的纳米材料的有效尺寸区间，并基于选取的纳米材料的有效尺寸区间和选取的纳米材料的热导分量确定基材料中这一纳米材料的添加，以制备得到复合材料；

34、第二制备模块，用于当所述判断结果为否时，基于选取的纳米材料的特征长度和选取的纳米材料的热导分量确定基材料中这一纳米材料的添加，以制备得到复合材料。

35、一种电子设备，包括：

36、存储器，用于存储计算机程序；

37、处理器，与所述存储器连接，用于调取并执行所述计算机程序，以实施上述提供的纳米材料添加确定方法。

38、可选地，所述存储器为计算机可读存储介质。

39、因本发明提供的上述两种实施结构实现的技术效果与本发明提供的纳米材料添加确定方法实现的技术效果相同，故在此不再进行赘述。

技术特征：

1.一种纳米材料添加确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的纳米材料添加确定方法，其特征在于，所述热导分量的计算公式为：

3.根据权利要求2所述的纳米材料添加确定方法，其特征在于，在基于所述导热性能和所述界面热导确定每种纳米材料的热导分量之后，还包括：

4.根据权利要求3所述的纳米材料添加确定方法，其特征在于，基于不等式运算规则确定所述热导分量与所述导热性能间的关系为正比关系，具体包括：

5.根据权利要求1所述的纳米材料添加确定方法，其特征在于，在获取每种纳米材料与所述基材料间的热导率以及每种纳米材料特征长度之前，所述方法还包括：

6.一种纳米材料添加确定系统，其特征在于，应用于如权利要求1-5任意一项所述的纳米材料添加确定方法；所述系统包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述存储器为计算机可读存储介质。

技术总结
本发明公开一种纳米材料添加确定方法、系统及电子设备，涉及复合材料技术领域。本发明基于导热性能和界面热导确定每种纳米材料的热导分量，即得到纳米材料的热学指标，基于这一热学指标能够快速判断提高导热性能的潜力更大的纳米材料。并且，本发明通过建立每种纳米材料与基材料间的热导率与每种纳米材料特征长度间的关系确定临界长度，当选取的纳米材料的特征长度小于临界长度时，确定该纳米材料的有效尺寸区间，即得到纳米材料的尺寸指标，进而能够判断给出的纳米材料对应在最佳热导率提升区间，基于以上处理，能够基于纳米材料的有效尺寸区间和/或热导分量确定基材料中纳米材料的添加制备得到满足要求的复合材料。

技术研发人员：杨毅,曹靖,袁克阔,傅少君,罗滔,刘方,王奕璇
受保护的技术使用者：西京学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14