AlN-EG纳米流体的制备及稳定性研究

文章编号:１００１-９７３１(２０１５)０８-０８０１８-０５

AlN /EG 纳米流体的制备及稳定性研究

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李艳娇１,孙崇锋２,郭剑锋１,刘长江１,席生岐２

(１．

第二炮兵工程大学理学院,西安７１００２５;２．西安交通大学材料科学与工程学院,西安７１００４９)摘一要:一通过两步法制备了氮化铝/乙二醇(AlN /

EG )纳米流体,研究了超声分散时间二p H 值二

分散剂种类及添加量３种因素对其稳定性的影响.结果表明,超声分散时间太长或太短都不利于流体的稳定性,实验中取３０min 最好;酸溶液的加入使AlN /EG 纳米流体稳定性急剧恶化;碱溶液的加入也使AlN /EG 纳米流体稳定性恶化,但速度较酸的加入慢.适量分散剂PVP 的加入能够改善AlN /EG 纳米流体的稳定性.

关键词:一氮化铝/乙二醇(AlN /EG )

;纳米流体;制备;稳定性

中图分类号:一TB３８３;TK１２４

文献标识码:A

DOI :１０．３９６９/j ．issn．１００１-９７３１．２０１５．０８．００４１一引一言

纳米流体,是指以一定的方式在液体介质中添加纳米粒子或纳米管而形成的悬浮液.自从１９９５年美国Ar g onne 国家实验室的Choi 等[１]

提出这一新的概念以来,纳米流体就由于其潜在的优异传热性能及良好稳定性而引起了学术界和工程界的广泛关注.研

究[２-１５]表明纳米流体热导率相对于基液得到了明显提

高,具有潜在应用前景,但由于纳米粒子比表面积大,在液体介质中容易聚集下沉,难以保持长期稳定性,限制了纳米流体的实际应用.因此,如何将纳米粒子均匀分散于基液中并保持其长期稳定性是解决纳米流体应用的关键问题.目前国内外学者在这方面做了很多研究工作[１１-１７]

,纳米流体稳定性得到不同程度的改善,

但如何保持纳米流体长期稳定性仍然是一个尚未解决的难题.

乙二醇(EG )

是一种常用的换热工质,密度为１．１１g /cm ３,氮化铝(AlN )是一种热导率(１５０W /(m

四K ))较高二绝缘二密度(３．２６g /cm ３)较低的陶瓷材料.将AlN 纳米粒子分散于基液EG 中,有望制备一种具有介电性能二热导率高二稳定性良好的纳米流体,该流体可应用于汽车发动机二电子产品二冶金化工设备等的冷却,具有较为宽广的应用前景.目前国内外以AlN 纳米粒子为添加物的纳米流体体系的研究报道还很

少[１８-１９]

.本文制备了AlN /EG 纳米流体,

研究了超声分散时间二p H 值二

分散剂种类及添加量３种因素对其稳定性的影响规律.

２一实一验

２．１一实验原料与实验仪器

图１为实验所用AlN 纳米粒子的扫描电镜照片,由

照片可见AlN 纳米粒子尺寸均匀,粒径约为５０nm .表１和２分别列出了实验材料和实验仪器的具体参数.

图１一AlN 纳米粒子的扫描电镜照片

Fi g １SEM ima g e of the AlN nano p articles

表１一实验所用材料

Table １Materials for ex p eriment

材料名称纯度密度/g 四cm

３平均粒径/nm 热导率/W 四m －１四K －１

生产厂家

氮化铝(AlN )９９％

３．２６５０

１５０

合肥开尔纳米技术有限公司乙二醇(EG )

分析纯１．１１

－０．２４７

天津市红岩化学试剂厂浓硫酸(H ２SO ４)９８％天津市红岩化学试剂厂氢氧化钠(NaO H )天津市红岩化学试剂厂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB )分析纯－

－

－

天津市福晨化学试剂厂聚乙烯吡咯烷酮(PVPK３０)

分析纯

－

－

－

上海蓝季科技发展有限公司

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０２０１５年第８期(４６)

卷?

基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１２７１１４３);创新性探索研究资助项目(２０１４QNJJ００３)

收到初稿日期:２０１４-０５-０２收到修改稿日期:２０１４-１２-１１通讯作者:席生岐,E -mail :xish q ＠mail．x j tu．edu．cn

作者简介:李艳娇一(１９７６－)

,女,河北卢龙人,博士,讲师,从事纳米材料制备及性能研究.