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Journal of nanoscience and nanotechnology2019Oct01Vol.19issue(10)

中空のシリカ粒子で満たされた多孔質シリコンポリマー複合材料:熱伝導率、熱安定性、機械的特性

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

中空シリカ粒子(HSP)のさまざまなタイプと体積分率を含む多孔質シリコン複合材料を調製し、熱断熱性の性能、熱安定性、引張および動的機械的特性の観点から特徴付けました。多孔質シリコーン/HSP複合材料の測定および理論的熱伝導率に関する比較研究が実施されました。複合材料の熱絶縁性能での内部(RI)と外側(R0)の比率(RI)と外側(R0)の比率(R0)、およびHSPの体積分率(φ)として定義されるシェルの厚さの依存性は、FELSKEモデルによって理論的に予測されました。引張特性と動的な機械的測定により、HSPの組み込みがシリコン複合材料の機械的強化につながったことを示しました。Guthと金の方程式は、多孔質シリコン/HSP複合材料の機械的強化が、主に低HSP含有量のシリコンマトリックス内のHSPの流体力学的効果によるものであることを示しました(φ<0.5)。

中空シリカ粒子(HSP)のさまざまなタイプと体積分率を含む多孔質シリコン複合材料を調製し、熱断熱性の性能、熱安定性、引張および動的機械的特性の観点から特徴付けました。多孔質シリコーン/HSP複合材料の測定および理論的熱伝導率に関する比較研究が実施されました。複合材料の熱絶縁性能での内部(RI)と外側(R0)の比率(RI)と外側(R0)の比率(R0)、およびHSPの体積分率(φ)として定義されるシェルの厚さの依存性は、FELSKEモデルによって理論的に予測されました。引張特性と動的な機械的測定により、HSPの組み込みがシリコン複合材料の機械的強化につながったことを示しました。Guthと金の方程式は、多孔質シリコン/HSP複合材料の機械的強化が、主に低HSP含有量のシリコンマトリックス内のHSPの流体力学的効果によるものであることを示しました(φ<0.5)。

Porous silicone composites containing different types and volume fractions of hollow silica particles (HSPs) were prepared and characterized in terms of thermal insulation performance, thermal stability, and tensile and dynamic mechanical properties. The comparative study on measured and theoretical thermal conductivity of porous silicone/HSP composites was performed. Dependence of shell thickness, defined as the ratio (η) of internal (ri) to outer (r0) radius, and volume fraction (Φ) of HSPs on the thermal insulation performance of composites was predicted theoretically by Felske model. Tensile properties and dynamic mechanical measurements showed the incorporation of HSPs led to mechanical reinforcement in the silicone composites. Theh Guth and Gold equation showed mechanical reinforcement of porous silicone/HSP composites was primarily due to the hydrodynamic effect of HSPs in the silicone matrix at low HSP contents (Φ < 0.5).

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