接触热阻与接触导热填料

接触热阻与接触导热填料

任红艳 胡金刚

(　北京空间飞行器总体设计部　北京　100086　)

文　摘　在调研国内外接触热阻研究的基础上,介绍了关于接触热阻及接触导热填料的研究发展情况。对导热脂及油、金属、导热垫、RT V、镀层等导热填料的性能、应用情况作了简介,提供工程应用参考。

关键词　接触热阻,接触热导率,填料

Thermal C ontact Resistance and Thermal C onductive Filler

Ren H ongyan Hu Jingang

(　Beijing Institute of S pacecraft System Engineering　Beijing　100086　)

Abstract　On the basis investigation of thermal contact resistance developed in the w orld,the development on ther2 mal contact resistance and thermal conductive filler is briefly introduced.The properties and applications of s ome thermal conductive filler materials such as thermal conductive grease and oil,metal,gasket,RT V,coating etc.are presented here to provide reference to engineering use.

K ey w ords　Thermal contact resistance,Thermal contact conductive,Filler

1　引言

航天器在其飞行过程中要经历极为恶劣的热环境,其温度可从摄氏零下200多度变至数千度以上。因此,为保证航天器能正常工作,就需要对航天器内外各组件、仪器设备之间的导热过程进行控制,导热过程的控制是以分析和控制导热途径上的热阻为出发点,而影响实际导热过程的一个重要因素就是构件之间的接触热阻。

接触热阻是由于两接触面凹凸不平使得接触不完全而产生的热阻。接触热阻的大小与接触表面的材料、连接方式、表面状况及接触压力大小等多种因素有关。因此,接触热阻就很容易成为卫星热分析中的不确定因素,这种不确定性在极端情况下,甚至会影响卫星热设计的可靠性和卫星运行的可靠性。即使在一般情况下,接触热阻的存在也会增大热流途径上的温降。对航天器热控制来说,过大的接触热阻还可能使其它热控手段(比如热管)失效。

随着科学技术的发展,在工程实践和科学实验中,接触热阻问题愈来愈引起人们的注意。特别是随着空间技术的发展,卫星内大功率组件的热功耗越来越大,为使卫星内部的温度处于适宜的范围之内,就需要对接触热阻问题进行理论和实验研究,以对卫星内部导热过程进行有效的控制。

2　接触热阻的理论研究

2.1　接触热阻的点理论

如果把离散的局部接触面积称为点,接触热阻点理论的一般方法是:对单接触点接触热阻算法进行研究,再对接触点数目进行研究,从而完成对多接触点接触热阻的计算。对单接触点接触热阻的计算大多将接触点简化为圆台、圆柱及圆盘三种计算模型,这三种模型中,圆台计算模型较其它两种更接近实际情况,因它考虑了锥角θ的影响。

收稿日期:1999-03-22

任红艳,1972年出生,主要从事接触热阻方面的研究工作

设R i 为单点接触热阻,n 为接触点的个数,a 为接触点的半径,则连接处的总热阻为:

1

R T

=∑

n

i =1

1

R i

(1)

因R i =f i /(2ak ),则有

R =∑

n

i =1f i 2a i k

(2)

a 为平均的接触点的半径,若忽略热阻减小因

素f 的变化,则有:

R =f /(2nak )

(3)

这样可将接触热阻问题归结于两个基本因素n 及a ,这两个因素又都依赖于平面轮廓平均微观粗糙度δ分布。

首先,须知道表面的变形是弹性的还是塑性的。由于许多研究者的工作,尤其是Mikic 的研究工作

[1,2]

,使接触热阻的理论取得了重要的进展。Mi 2

kic 及其合作者假定微观粗糙度分布为高斯分布,在

初始加载时变形是弹性的,而载荷更高时则是由弹性向塑性过渡,使用以下系数来区分:

γ=H/(E ′|tan θ|)

(4)

式中,H 为两种材料中较软者的微观硬度,E ′为有

效弹性模量,tan θ为平均的表面轮廓绝对斜度(mean abs olute slope of the surface profiles )。另外,Sridhar 及M.Y ovanovich [3]对弹性和塑性变形的接触导热模型

的研究发展进行了比较和回顾,并对几种常用材料的试验结果与模型进行比较,结果表明表面较平滑的变形多是弹性的,而较粗糙的变形多是塑性的。这些模型的建立对接触热阻的研究非常重要,但实际应用时因外界条件复杂而难以使用,需更多的试验结果来证实模型的可用性。现在人们正在试图建立一种弹塑性的模型来对接触热阻进行分析;另外,用有限元法计算接触热阻也是一正在兴起的新方法。

2.2　金属接触热阻的研究

接触热阻的大部分研究是关于金属表面间的接触热阻,因为在工程应用中,特别是在航天技术应用中,金属是常用的材料。

文献[4]回顾了金属接触热阻的研究发展,将各种金属热导模型与实验数据相比较,并给出近年来有关金属在各种情况下的经验及半经验关系式和理论模型,同时进行了分析。(1)表观平坦而实际粗糙的金属接触的经验及

半经验关系式

Fletcher 和G y orog [5](1970)的经验式是在对铝、黄铜、镁及不锈钢的400次测量的结果上得到的,而且还考虑到表面平整度的偏差;O ’Callaghan 及Probert [6](1974)的经验式是由对铝及不锈钢的研究得到的;另外,S ong 及Y ovanovich [7](1988)的半经验式与实测结果吻合较好。

(2)平坦的粗糙金属接触的理论模型

Mikic [2]在1974年建立了弹性变形模型;Y ovanovich [8]在1982年建立了塑性变形模型;而Ma 2jumdar 和T ien [9](1991)的模型与大多的模型理论不同,它对接触面的描述不是用粗糙度(asperity height )

的高斯分布,而是用节点网络(fractal netw orks )法来描述;Sridhar 及Y ovanovich 在1994年将Mikic 的弹性变形模型及Y ovanovich 的塑性变形模型结合,建立了弹塑性变形的模型。

(3)不平坦的粗糙金属接触的理论模型

Mikic 及R ohsenow (1966),Thomas 及Sayles [10](1974),Burde 及Y ovanovich [11](1978)研究了粗糙的球面接触(spherical ,rough surface )并给出了各自的模

型,但因这些模型计算复杂,工程设计中难以使用。

Mikic [12](1970)针对粗糙球面接触的表面不均匀的压力分布的一维变化给出了模型,但并未给出压力分布的确定方法;Nishino 等[13](1993)则结合了Mi 2kic 的理论,用压力敏感薄膜(pressure sensitive films )来确定无量纲参数压力的分布。但Nishino 并未给出压力分布和表面轮廓的联系,则压力的测量就不能避免。但这些文献中只给出的模型,并未说明如何应用,使其应用受到限制。3　接触导热填料研究

在两个相互接触的表面间使用合适的填料可有效地改变它们的接触热导率。合适的填料填充了因表面粗糙而造成的微观上的空隙。如果填料本身具有较好的导热性,接触热阻可减小;相反,若在接触缝隙中填上非金属材料,将会进一步增大接触热阻。然而,现在着重研究的还是减小接触热阻方面的要求。

填料的选择是要求它具有热传导性、与表面材料的相容性、污染性及易使用性等,对于特殊的应用,材料的选择需考虑接触温度、压力、环境状况等。

3.1　导热脂及油

试验表明,导热脂的使用可大大减小接触热阻,且易于使用。一般所使用的导热脂为以硅油与导热填料组成的硅脂,导热填料可使用金属粉末或用ZnO粉末(具有电绝缘作用)。另外,在较低的温度下,以石墨为基体的油也可很好地提高接触热导率。文献[14]对13种导热脂进行了接触热导的测试,而文献[15]对之进行了筛选试验,结果表明:77—09脂为综合性能最佳的导热脂,其组分为:57#硅油:ZnO =1:2.5(质量比);饱和蒸气压(20℃)<1×10-5Pa;针入度(25℃,9.3g)为72,涂抹方便;接触热导率为25704W/(m?K)。

尽管该种材料的优点较多,但也有缺点:在涂抹时不易恰到好处,经接触挤压后会流出而影响别的表面;而且长期存放或填充后,脂中的硅油会析出和爬行,温度超过180℃后,硅油会强烈的挥发;即使其饱和蒸气压很低,但在高真空中也会挥发,难以用于光学性能要求高的部件。

3.2　金属

1)金属箔

文献[16]中,对在不同情况下铝合金6061T6的接触面使用了4种金属箔来减小接触热阻,这4种金属箔为铅、锡、铝、铜,得出结论:接触热导是受接触压力、金属箔的热导率及硬度、接触表面的粗糙度影响的。

在这些金属箔中,铟箔可较大提高接触热导率。文献[17]中对铟进行了应用试验研究:将铟压延成0.1mm的箔填入接触表面之间。试验表明,对于表面平整度为0.02mm的情况,填入铟箔可将接触热导率提高5～6倍;当填入铟箔时,表面平整度应小于铟箔的厚度。缺点是如在连接点不正确的放置有可能使其安装误差或卷曲而导致热导率的减小;且它比较脆、易断裂,拆卸时有可能受到破坏而不能重复使用。

2)金属丝网

在接触面处放置坚硬、低热导率的金属丝网可起隔热作用,增大接触热阻。金属丝网的隔热效果好坏取决于它的硬度、相对于基板材料的导热率、网格数目(decitex)、网格直径。从各种研究可知,具有较少网格数目的不锈钢及钛的金属丝网为较好的隔热选择,它们具有良好的机械性能及可重复使用。

3)低熔点合金

将选择的一定熔点的低熔点合金放置于接触面处[18],当温度达到其熔点温度时,该合金会液化,则其将会充满接触面处的空隙,从而加大接触导热,使得接触面处温度不致太高。而当仪器停止工作时,温度下降,合金又会凝固,接触又会变差,从而使温度不致太低。在室温时,该合金应为固态以方便安装及拆卸,且熔点要低于连接面处的运行温度。

为防止该合金使用时熔化为液体流出接触面,在文献[18]中,使用了如图1所示的分块结构,利用毛细张力作用使得液体合金不致流出。

尽管低熔点合金的使用可不需很大压力而大大地改善接触热导,但也存在很多问题,如采用此分块结构

,由于间隔(gap)的存在而降低了其传热效率,而且也带来了一些其他问题,如合金的膨胀率问题、结构的加工问题,安装不当则可能造成结构弯曲反而会影响导热;另外,合金的选取对工程应用来说也是个问题。

图1　分块结构表面

3.3　导热垫

现已研究过各种用于界面填充的导热垫,有Calgraph垫以及成型的混合物,如CH O—THERM和C OHR Lastic[1]。现有的作为产品生产的导热垫有Chomerics生产的商标名为CH O—THERM的各种导热垫,这些材料是在富有弹性的粘合剂(如有机硅、氟有机硅)中加入导热不导电的化合物(如氧化铝、氧化镁)。他们制出的这些材料具有多种特殊性能:高低不同的电绝缘能力、E MI屏蔽、较强的相似性、抗溶解性、耐温性能和耐切割性。但导热垫CH O—THERM用于设备安装时有很大的局限性,因为它的电阻率很高,大约为1014Ω?cm～1015Ω?cm的量级,连续的导热垫片会防碍满足设备的电接地要求。因

此,若使用CH O—THERM,应考虑一种辅助的接地方法,即在螺栓区域割掉导热垫,并在此处安装可压缩的接地网或者使用接地带。

另外,P olycarbon.Inc提供了柔性石墨垫Cal2 graph,这是一种足够好的电导体,它的热导率(垂直表面方向)比CH O-THERM大2～3倍,电阻率小15～16个数量级,可作为连续的垫使用并能满足设备接地的要求。具体关于这些导热垫的主要性能参数可见文献[1]。

导热垫应用较方便,可重复使用,但也有其缺点,如若想提供期望的热性能,必须对导热垫施加较高的压力,这会对结构载荷产生影响,并造成安装板弯曲。在离螺栓某个距离处可能会发生分离。因此,导热垫被限制在小范围内使用,螺栓跨度不能大。

3.4　原位固化的室温硫化有机硅化合物

使用导热垫,对于周边安装的平板,由于平板弯曲造成其热导在中心区域并没有提高,室温硫化(RT V)的使用可避免使用导热垫出现的两平板间的接触不连续的问题。文献[19]中,将三种RT V材料与导热脂进行了试验比较,认为RT V是一种较好的可克服导热脂的缺点而代替导热脂的材料。文献[20]中,利用固化后硅橡胶的耐温性能和氧化锌粉末的充填导热性能,研制了几种含氧化锌的导热硅橡胶。导热硅橡胶与导热硅脂一样是依靠将微观的孔隙填满,使两接触面之间的热传递以固体导热的形式进行以改善导热性能。试验表明,当硅橡胶与氧化锌比例适当时,具有较好的导热性能,接触热导率可达21kW/(m?K),而与导热硅脂性能相当;这种填料能在工作温度超过200℃的场合下使用,并有较好的导热性能。

RT V方法的使用可使由螺钉扭矩造成的设备基板和安装板之间的腔体轮廓一致。可使用各种的RT V化合物,选择哪一种取决于固化时间、粘度(为了从安装面间挤出)、弱挥发性等。但缺点是拆卸不方便,不能重复使用等。

3.5　表面镀层

近几年来,关于镀层的研究很多,这是由于它具有在应用时易处理,且在真空环境中较稳定的优点,主要是研究其应用于减小标准电子模块与安装板之间接触热阻上。镀层材料可分为非金属和金属镀层两种材料。

1)非金属镀层

非金属镀层分为以氧化物、碳、陶瓷、聚合物、复合材料为不同基体的镀层材料。文献[21]中对关于非金属镀层的研究进行了回顾。以氧化物为基体的镀层使用时应保持相对较薄且比基板的硬度小,但易断裂及腐蚀;以碳为基体的镀层具有较好的热物理性能而得到广泛的应用,如类金刚石镀层的使用;聚合物材料的特点是抗腐蚀,特别是在海水环境下此特点更突出,若其中渗入金属粒子则会提高其传导率,但与其他的材料相比提高程度有限;复合材料与聚合物的特性相似。

陶瓷镀层与其它镀层材料相比,优点是在高温下有较好的结构及热稳定性,且抗弯曲、抗氧化、抗腐蚀等,一般作为一种较好的隔热材料来提高接触热阻。

2)金属镀层

在各种镀层材料中,金属镀层能提供最大热导率。文献[22]中对金属镀层及薄膜的研究进行了回顾,给出了近几年来关于金属镀层的理论分析及模型,并整理了许多已发表的金属镀层接触热导率的数据,并与理论作了比较;文献[23]主要是一些试验数据的比较。结果表明,银镀层是一种较好的提高接触导热的金属镀层。文献[24]以试验的方法来研究银镀层对接触传导的提高程度,使用的基板材料为铝A356,使用的镀银方法有蒸气沉积、电镀、火焰喷镀。在该试验条件下,它们相对于裸面的接触热导率的提高倍数分别为1.79～2.14、7.13～15.2、1.60～2.30。结果表明,电镀银镀层为一种较好的提高接触导热的金属镀层,且具有较好的抗腐蚀性。

表面镀层优点很多,但也有缺点,如提高接触热导的效果不太好,在安装和拆卸时易划伤镀层等,而且在工程应用中进行表面喷镀也有一定的困难。

4　结束语

随着宇航事业的发展,接触热阻问题已成为空间热物理的一个重要分支。卫星接触热阻是卫星热控设计中的主要参数,它的取值准确与否直接关系到热控设计的好坏。接触热阻问题由于传热机理的复杂性而一直未得到完善的解决。现有的简单理论公式和试验模型与实际工程应用中的问题有很大的差距。而且迄今为止,国内关于接触热阻的研究很

少,而国外关于接触热阻的研究很多,且取得了一些成果。但国外的研究成果却难以应用于国内,这是因为国内产品的材料、加工技术都与国外的有所不同。所以开展卫星接触热阻的工程应用研究不仅对卫星的热控设计具有重大的现实意义,而且对从客观上认识接触热阻问题也有理论意义。

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22　Lambert M A,Fletcher L S.A correlation for the thermal contact conductance of metallic coated metals.AI AA:93～2778 23　Lambert M A,Fletcher L S.A review of the thermal con2 tact conductance of junctions with metallic coating and films.AI AA: 92～0709

24　Lambert M A,Fletcher L S.An experimental investigation of the thermal contact conductance of electroplated silver coatings. AI AA:93～0846

JM—1/314型胶体磨

该装置是一种高效能粉碎、均质、乳化和湿化,性能先进的研磨机械(主要是对湿料),可对物料进行精细地粉碎和微粒化。本成果在国内首次采用了菱形齿槽的磨头,寿命长、效率高,安装、使用、清洗方便,可以快速无级调整间隙,使用范围广,适应性强。本设备主要工作零件均采用不锈钢制成,耐磨、耐酸、耐碱、耐腐蚀性强。本机具有国内先进水平。

?李连清?

Flotherm中的接触热阻的设置与验证

Flotherm中的接触热阻的设置与验证 相信大家在使用Flotherm时都会碰到如何设置固体与固体之间的接触热阻的问题，软件对此也给出了非常方便的设置。下面给出了设置的过程与验证结果。 首先以软件自带的Tutorial 1作为研究对象，然后分别对模型中的Large Plate 和Heated Block取Monitor（位于对象的中心）。测量Heated Block的尺寸，Length=40mm，后面将会用到该参数。

对模型不做任何更改，直接进行计算。下图是模型的表面温度云图，从Table 里可以知道Monitor的最终温度值。 THeated-Block=78.8552, TLarge-Plate=77.9205 接下来，开始设置接触热阻。对Heated Block进行Surface操作，在Surface Finish对话框中新建一个Surface属性22，然后在Surface Attribute里的Rsur-solid 中进行设置。这里，希望在Heated Block和Large Plate之间的添加一个1°C/W的接触热阻，而Rsur-solid的单位是Km^2/W，其实就是(K/W)×(m^2)，即所需热阻值与接触面的面积。前面知道，Heated Block是一个边长为40mm的正方形，面积即为0.0016m^2，所以，这里需要输入的值就是： 1°C/W×0.0016m^2=0.0016Km^2/W。 Heated Block与Large Plate的接触面出现在Heated Block的Xo-Low面上，就需要在Surface Finish对话框中的Attachment的下拉菜单中选择Xo-Low。

【机械要点】生物接触氧化池与填料

张小只智能机械工业网 张小只机械知识库生物接触氧化池与填料 结构包括池体，填料，布水装置，曝气装置。曝气器，微孔曝气器工作原理为：在曝气池中设置弹性填料，组合填料填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。生物接触氧化池的设计参数1、生物接触氧化池每个(格)平面形状宜采用矩形，沿水流方向池长不宜大于10m。其长宽比宜采用1：2~1：1，有效面积不宜大于100m²。2、生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中，构造层宜采用0.6~1.2m，填料层高宜采用2.5~3.5m，稳水层高宜采用0.4~0.5m，超高不宜小于0.5m。3、生物接触氧化池进水端宜设导流槽，其宽度不宜小于0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.3~0.5m，至池底的距离宜不小于0.4m。4 、生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。（曝气器，膜片曝气器，曝气头）5、当采用穿孔管曝气时，每根穿孔管的水平长度不宜大于5m；水平误差每根不宜大于±2mm，全池不宜大于 ±3mm，且应有调节气量和方便维修的设施。6、生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2-3l/（s-m）。7、生物接触氧化池底部应有放空设施。 8 、当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时，应有消除泡沫措施，比如使用消泡剂或者喷淋方式。9 、生物接触氧化池应有检测溶解氧的设施。填料1、生物接触氧化池的填料应采用组合填料，弹性填料对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能好、机械强度大、经久耐用、价格低廉的材料。2 、当采用炉渣等粒状填料时，填料层下部0.5m高度范围内的填料粒径宜采用50~80mm，其上部填料粒径宜采用20~50mm。3 、当采用蜂窝斜管时，孔径宜采用25~30mm。材料宜为pp斜管填料、pvc斜管等。4 、不同类型的填料可组合应用。立体弹性填料筛选了聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种，弹性填料混合以亲水、

导热填料

目前在有机硅领域所使用的导热材料多数为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。 尤其是以微米氧化铝、硅微粉为主体，纳米氧化铝，氮化物做为高导热领域的填充粉体；而氧化锌大多做为导热膏（导热硅脂）填料用。 一、导热材料的导热系数列表： 材料名称导热系数K(w/m.k) 氧化铍（剧毒） 270 氮化铝 80~320 氮化硼 125 -------有文章写60K(w/m.k) 碳化硅 83.6 -------有文章写170~220K(w/m.k) ，个人表示怀疑，导热这么好的话，就完全没有BN和AlN的市场了 氧化镁 36 氧化铝 30 氧化锌 26 二氧化硅(结晶型) 10 注：以上数据来自以下3篇论文 1. 氧化铝在导热绝缘高分子复合材料中的应用，李冰，塑料助剂，2008年第3期，14~16页 2. 金属基板用高导热胶膜的研究，孔凡旺等，广东生益科技，第十一届覆铜板市场技术研讨会论文集101~106页 3. 复合绝缘导热胶粘剂的研究，周文英等中国胶粘剂2006年11月第15卷11期，22~25页 以下部分观点来自期刊论文，部分观点来自广大产品工程师，感谢大家。 优缺点分析： 1、氮化铝AlN，优点：导热系数非常高。缺点：价格昂贵，通常每公斤在千元以上；氮化铝吸潮后会与水反应会水解AlN+3H20=Al(OH)3+NH3 ，水解产生的Al(OH)3会使导热通路产生中断，进而影响声子的传递，因此做成制品后热导率偏低。即使用硅烷偶联剂进行表面处理，也不能保证100%填料表面被包覆。单纯使用氮化铝，虽然可以达到较高的热导率，但体系粘度极具上升，严重限制了产品的应用领域。 2、氮化硼BN，优点：导热系数非常高，性质稳定。缺点：价格很高，市场价从几百元到上千元（根据产品品质不同差别较大），虽然单纯使用氮化硼可以达到较高的热导率，但与氮化铝类似，大量填充后体系粘度极具上升，严重限制了产品的应用领域。 听说有国外厂商有生产球形BN，产品粒径大，比表面积小，填充率高，不易增粘，价格极高。 3、碳化硅SiC 优点：导热系数较高。缺点：合成过程中产生的碳及石墨难以去除，导致产品纯度较低，电导率高，不适合电子用胶。密度大，在有机硅类胶中易沉淀分层，影响产品应用。环氧胶中较为适用。 4、氧化镁MgO 优点：价格便宜。缺点：在空气中易吸潮，增粘性较强，不能大量填充；耐酸性差，一般情况下很容易被酸腐蚀，限制了其在酸性环境下的应用。 5、α-氧化铝（针状）优点：价格便宜。缺点：添加量低，在液体硅胶中，普通针状氧化铝的最大添加量一般为300份左右，所得产品导热率有限。

生物接触氧化池的调试

生物接触氧化池的调试集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

生物接触氧化池的调试 一般来说间歇进水也只要保持均衡进水的原则就行,时间上要分配好.接触氧化池 进水经UASB自流进入接触氧化池进行好氧生物处理。 1接触氧化原理 接触氧化技术是一种好氧生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。 大量实验证明，立体弹性填料的比表面积大，挂膜速度快，对空气有切割作用，能提高曝气器的氧转移效率，对于接触氧化工艺来讲，是最为理想的填料。本工程选用立体弹性填料。 接触氧化工艺中微生物所需的氧通常通过机械曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生膜的生长，形成生物膜的新陈代谢。 2接触氧化的技术评价 ★由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量都高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；★由于相当一部分微生物固着在填料表面，生物接触氧化法不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便； ★由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；

★由于生物接触氧化池内生物固体量多，当有机容积负荷较高时，其F/M比可以保持在一定水平，因此污泥产量可相当于或低于活性污泥法。 当接触氧化池体积较大时，很难实现完全混合的水力流态，因此需要在池型结构上进行考虑，为此我们提出一级两段接触氧化池的概念（如上图所示）。 通过对池型布局的改变，可以克服诸如短流、水和填料接触不佳等缺点，从而达到了相应的处理效果。 总结起来，这种布置有以下几个方面的优势： ★避免单级单段式的短流现象，保证了水和填料的充分混合； ★每段渐次有一个COD浓度梯度，最大程度地保证了有机物向微生物细胞的传递，从动力学角度保证了去除效果； ★每段的生物相均不相同，从而最大程度保证各自不同的生存环境在一个最佳的位置上。 3接触氧化池的管理要点 污水处理站对好氧处理设施的运行管理中，可通过对系统中“泥、水、气”的调节，通过排泥和回流维持系统中合适的微生物数量；改善污泥的沉降性能，通过人工曝气控制曝气池中合适的溶解氧、使废水均衡地进入系统并具有合适的营养比例，以使系统长期稳定地达标运行。 4气——维持曝气池合适的溶解氧 ★供氧的目的?? 污水进入天然水体，通过物理的、化学的、生物的作用逐渐得到净化。在净化初期，由于生物在氧化分解有机物时的耗氧作用，水体中溶氧水平不断下降。但水中的藻类可利用有机物分解后生成的N、P等无机盐进行光合作用，放出氧气；加上水面的复氧作

生物接触氧化设备设计

第1章设计任务书 一、设计题目 150m3/h某小区生活污水中生物接触氧化设备的设计 二、原始资料 Q=150m3/h，进水BOD5=300mg/L，CODcr=500mg/L，出水BOD5=20mg/L，CODcr=60mg/L，容积负荷3.0kg/m3.d。 三、设计内容 1.方案确定与工艺说明 按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择设备和构筑物，说明选择理由，工艺说明包括原理、结构特点、设计原则等，论述其优缺点，编写设计说明书。 2.设计计算 （1）计算需氧量、空气量， （2）计算生物接触氧化池有效容积、尺寸 （3）计算穿孔布气空气管道 （4）计算剩余污泥量 3.制图 （1）. 生物接触氧化池曝气及空气管道平面、剖面图（A2） （2）进水布水器平面、剖面布置图。（A2） （3）填料支架及填料安装图（A2） （4）生物接触氧化池平面、剖面布置图（A2） 4.编写设计说明书、计算书

四、设计成果 （1）. 生物接触氧化池曝气及空气管道平面、剖面图（A2） （2）进水布水器平面、剖面布置图。（A2） （3）填料支架及填料安装图（A2） （4）生物接触氧化池平面、剖面布置图（A2） （5）设计说明书、计算书 五、时间分配表（第19周） 七、成绩考核办法 根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。

指导教师：CCC、AAAA 化学与生物工程学院环境工程教研室 2011年11月 第2章方案确定与工艺说明 2.1确定方案 污水处理中对小区的概念外延加以拓宽，泛指居民住宅区、疗养院、商业中心、机关学校等由一种或多种功能构成的相对独立的区域，而该区域的排水系统通常不在城市市政管网的覆盖范围内。根据环境要求，需建造独立的污水处理系统。小区污水水量较小，水质水量变化较大，由于土地昂贵等原因对环境质量提

接触热阻与接触导热填料 1999

接触热阻与接触导热填料 任红艳胡金刚 (北京空间飞行器总体设计部北京100086) 文摘在调研国内外接触热阻研究的基础上,介绍了关于接触热阻及接触导热填料的研究发展情况。对导热脂及油、金属、导热垫、RTV、镀层等导热填料的性能、应用情况作了简介,提供工程应用参考。 关键词接触热阻,接触热导率,填料 Thermal Contact Resistance and Thermal Conductive Filler Ren Hongyan Hu Jingang (Beijing Insti tute o f Spacecraft System Engineering Beijing100086) Abstract O n the basis investigation of thermal contact resistance developed in the w orld,the development on ther2 mal contact resistance and thermal conductive filler is briefly introduced.The properties and applications of some thermal conductive filler materials such as thermal conductive grease and oil,metal,gasket,RT V,coating etc.are presented here to provide reference to engineering use. Key words Thermal contact resistance,Thermal contac t conductive,Filler 1引言 航天器在其飞行过程中要经历极为恶劣的热环境,其温度可从摄氏零下200多度变至数千度以上。因此,为保证航天器能正常工作,就需要对航天器内外各组件、仪器设备之间的导热过程进行控制,导热过程的控制是以分析和控制导热途径上的热阻为出发点,而影响实际导热过程的一个重要因素就是构件之间的接触热阻。 接触热阻是由于两接触面凹凸不平使得接触不完全而产生的热阻。接触热阻的大小与接触表面的材料、连接方式、表面状况及接触压力大小等多种因素有关。因此,接触热阻就很容易成为卫星热分析中的不确定因素,这种不确定性在极端情况下,甚至会影响卫星热设计的可靠性和卫星运行的可靠性。即使在一般情况下,接触热阻的存在也会增大热流途径上的温降。对航天器热控制来说,过大的接触热阻还可能使其它热控手段(比如热管)失效。 随着科学技术的发展,在工程实践和科学实验中,接触热阻问题愈来愈引起人们的注意。特别是随着空间技术的发展,卫星内大功率组件的热功耗越来越大,为使卫星内部的温度处于适宜的范围之内,就需要对接触热阻问题进行理论和实验研究,以对卫星内部导热过程进行有效的控制。 2接触热阻的理论研究 2.1接触热阻的点理论 如果把离散的局部接触面积称为点,接触热阻点理论的一般方法是:对单接触点接触热阻算法进行研究,再对接触点数目进行研究,从而完成对多接触点接触热阻的计算。对单接触点接触热阻的计算大多将接触点简化为圆台、圆柱及圆盘三种计算模型,这三种模型中,圆台计算模型较其它两种更接近实际情况,因它考虑了锥角H的影响。 收稿日期:1999-03-22 任红艳,1972年出生,主要从事接触热阻方面的研究工作

生物接触氧化工艺设计方案及计算

1 前言 随着我国社会和经济的高速发展环境问题日益突出，尤其是城市水环境的恶化加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健康已经成为城市可持续发展的严重制约因素。近年来国家和地方政府非常重视污水处理事业工程的建设，而决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。一座城市污水厂处理工艺的选择虽然应由污水水质、水量、排放标准来确定但是忽略污水处理厂投资和运行成本过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术，而生物接触氧化工艺便是其中一种。 通过生物接触氧化工艺的课程设计，来巩固水污染学习成果，加深对《水污染控制工程》的认识与理解，规范、手册与文献资料的使用，进一步掌握设计原则、方法等。锻炼独立工作能力，对污水厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及污水厂总体规划、管道系统做到一般的技术设计深度，培养和提高计算能力、设计和CAD绘图水平，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。 2生物接触氧化法在水处理中的作用 生物接触氧化工艺（Biological Contact Oxidation）又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”，是一种于20世纪70年代初开创的污水处理技术，其技术实质是在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。 生物接触氧化法是一种浸没生物膜法，是生物滤池和曝气池的综合体，兼有活性污泥法和生物膜法的特点，在水处理过程中有很好的效果。其特点有如下几点：第一，由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体含量高于活性污泥法曝气池及生物滤池,所以生物接触氧化法 有较高的容积负荷，对冲击负荷有较强的适应能力；第二，生物接触氧化法不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，污泥生成量少，且污泥颗粒较大，易于沉淀，运行管理简便，操作简单，易于维护管理，设备一体化程度高，耗电少。第三，由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力。第四，生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M 保持在较低水平，污泥产率较低。第五，具有活性污泥法的优点，并且机械设备供氧，生物活性高，泥龄短，净化效果好，处理效率高，处理时间短，出水水质好而稳定，池容小，占地面积少。第六，能分解其它生物处理难分解的物质，具有脱氧除磷的作用，可作为三级处理技术。因此，生物接触氧化污水处理技术是一种适应范围广、处理效率高、运行操作简单的水处理技术。而工业污废水水量

接触热阻ansys例子

命令如下：finish /clear /prep7 et,1,solid70 mp,kxx,1,100 mp,dens,1,1000 mp,c,1,2000 ET,2,TARGE170 ET,3,CONTA174 mp,mu,6,0.1 block,0,0.01,0,0.01,0,0.1 block,0,0.01,0,0.01,0.1,0.2 vsel,s,,,1 vatt,1 esize,0.001 vmesh,all vsel,s,,,2 vatt,1 esize,0.002 vmesh,all R,3, RMORE, RMORE,,1000 RMORE,0 keyopt,3,1,2 !temp as DOF KEYOPT,3,9,0 KEYOPT,3,10,1 KEYOPT,2,2,0 KEYOPT,2,3,0 /solu asel,s,,,2 NSLA,S,1 Type,2 Mat,6 Real,3 ESURF allsel ASEL,S,,,7 NSLA,S,1 Type,3 Mat,6 Real,3 ESURF allsel asel,s,loc,z,0 da,all,temp,100 asel,s,loc,z,0.2 da,all,temp,200 alls solve /post1 set,last plns,temp 1

2 图 1 模型网格划分 图 2、模型整体温度云图 图 3、导体整体上的温度分布，可以明显看出在0.1米处，由于接触热阻而引起的温度差。 有问题请联系有问题请联系：： 下天雄 mawb_ihep@https://www.wendangku.net/doc/788599474.html,

ao生物接触氧化污水处理工艺介绍

A/O生物接触氧化污水处理工艺介绍 A/O生物接触氧化工艺，操作简单，运转费用低，处理效果好，运行稳定，是目前较为成熟的生活污水处理工艺，能有效地确保污水达标排放。 1、工艺流程 见下图： 经处理后的餐饮污水 2、工艺说明 污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，去除颗粒杂物后，进入调节池，进行均质均量，调节池中设置预曝气系统，再经液位控制仪传递信号，由提升泵送至初沉池沉淀,废水自流至A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，然后入流O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池进行固液分离后，沉淀池上清液流入消毒池，经投加氯片接触溶解，杀灭水中有害菌种后达标外排。 由格栅截留下的杂物定期装入小车倾倒至垃圾场，二沉池中的污泥部分回流至A级生物处理池，另一部分污泥至污泥池进行污泥消化后定期抽吸外运，污泥池上清液回流至调节池再处理。 3、工艺设施 （1）格栅井 设置目的： 在生活污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。 设置特点： 格栅井设置钢筋砼结构，格栅采用手动机械框式。 （2）调节池 设置目的： 生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。 设计特点：

调节池设计为钢筋砼结构。 （3）调节池提升水泵 设置目的： 调节池内设置潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。 设计特点： 潜污泵设置二台，液位控制，水泵采用无堵塞撕裂杂物泵。 (4)沉淀池 设置目的： 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。 设计特点： 设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。 采用三角堰出水，使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池，并设污泥气提回流装置，部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化，也减少了污泥的生成，也利于污水中氨氮的去除。 该池设计为A3钢结构。 （5）A级生物处理池（缺氧池） 设置目的： 将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。 设计特点： 内置高效生物弹性填料，又具有水解酸化功能，同时可调节成为O级生物氧化池，以增加生化停留时间,提高处理效率。 该池设计为A3钢结构。 （6）Ｏ级生物处理池（生物接触氧化池） 设置目的： 该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。 设计特点： 该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。 该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。 池中填料采用弹性立体组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，更相对增加了曝气效果，填料成笼式安装，拆卸、检修方便。 该池分二级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。 池中曝气管路选用优质ABS管，耐腐蚀。不堵塞，氧利用率高。 该池设计为A3钢结构。 （７）沉淀池 设置目的： 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。 设计特点： 设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。

导热塑料综述

导热塑料综述 1.前言 随着工业生产和科学技术的不断发展，人们对导热材料综合性能的要求已越来越高，传统的金属材料已经无法满足某些特殊场合的使用要求。如电子设备产生的热量迅速积累和增加，会导致器件不能正常工作，故及时散热已成为影响其寿命的重要因素。所以急需研制高可靠性、高散热性的综合性能优异的导热绝缘材料代替传统材料。导热高分子材料尤其是导热塑料由于具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等特点，越来越受到人们的重视，逐渐成为导热领域新的角色，近些年国际国内研究和发展的热点。2. 提高塑料导热性能的途径 2.1 传统方法 高分子材料绝缘好，但作为导热材料，纯的高分子材料一般是不能胜任的，因为高分子材料大多是热的不良导体。高分子材料的导热系数小（见表1），要拓展其在导热领域的应用，必须对高分子材料进行改性，以提高高分子材料的导热性能。 目前有两种途径可以提高塑料导热性能。提高聚合物导热性能的途径有两种：第一，合成具有高导热系数的结构聚合物，如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等，主要通过电子导热机制实现导热，或具有完整结晶性，通过声子实现导热的聚合物；第二，通过高导热无机物对聚合物进行填充，制备聚合物∕无机物导热复合材料。由于良好导热性能有机高分子价格昂贵，填充制备导热聚合是目前广泛采用的方法。

可以用作导热粒子的金属和无机填料（导热系数见表2）大体有以下几种： (1)金属粉末填料：铜粉、铝粉、金粉、银粉； (2)金属氧化物：氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁、氧化锌； (3)金属氮化物：氮化铝、氮化硼； (4)无机非金属：石墨、碳化硅。 无机非金属材料作为导热填料填充高分子材料基体时，填充效果的好坏主要取决于以下几个因素：(1)聚合物基体的种类、特性；(2)填料的形状、粒径、尺寸分布；(3)填料与基体的界面结合特性及两相的相互作用。以往常采用的方法有：利用有一定长径比的颗粒、晶须形成连续的导热网链；选用不同的粒径的填料组合，达到较高填充致密度；利用偶联剂改善填料与基体的界面，以减少界面处的热阻；用纳米材料填充塑料提高导热系数是近年来研究的热点。 导热高分子复合材料的导热性能最终取决于填料及其在高分子基体中的分布情况。当填料含量较少时，其对材料导热性能的贡献不大；当填料含量过多时，复合材料的力学性能受到影响。当填料含量增至某一值时，填料之间相互作用并在体系中形成类似网状和链状的导热网链，当导热网链的方向与热流方向一致时，热阻最小、导热性能最好；反之最差。 2.2 提高导热高分子导热性新的途径 通过对填充型导热高分子材料导热机理的简单讨论，试提出以下几点提高导热高分子材料导热性的途径及手段。 2.2.1 新型导热填料 ( 1 ) 导热填料超细微化

浅谈热力学对流系数与接触热阻

浅谈热力学对流系数与接触热阻 浅谈热力学对流系数与接触热阻 摘要：热流从一个面流入则会从另一个面穿出，净流体积的热量等于从一些面元流入面的减去从其它面元流出面的热量.这里符号规则规定热流流出为正，单位时间内流入小体积元内的总热量和波动方程比较，这三类边界条件虽然是从不同的物理模型中归结出来的，具有不同的物理意义，但它们的数学形式却是相同的，由此说明提出这三类边界条件的普遍意义。 关键词：热力对流系数接触热阻 一、引言 在实际应用中，散热片可以具有不同的横截面面积并且可以连接到圆形表面上。在不同的横截面区域必须要推导一个变量，其基本的解决方案是运用微分方程和数学技术，然而采用微分方程和数学技术会变得更加繁琐，推导出更复杂的情况从而不利于得出结果。热导率的物理意义为：当相距单位长度的两个平行平面间的温度相差一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传导的热量。对流传热系数是在对流传热条件下，单位时间内经对流方式从表面S传出的热量与温度差T1-T2和表面积S的比例。 若要测量良导体样品，则样品需做成截面积比较小而传热方向上的长度较大的细长形状。因为良导体的导热性能好，样品只有做的比较长才能在其两端产生比较明显、易于测量的温差，而做的比较细是为了尽可能减小侧面散热的影响。需要热电偶的冷端保持温度恒定，实验中采用冰水混合物来保证热电偶的冷端保持0℃；需要尽可能减小样品侧面散热的影响，因此将样品做成薄圆盘状；需要样品的上、下表面各自温度均匀且易于测量，实验中加热盘和散热盘均为金属盘且各自与样品的上、下表面分别密切接触；需要易于散热，实验中采用风扇对散热盘吹风来保证，等等。理论上对环境温度是先测量还是后测量都是一样的，但是从实际情况分析还是后测量比较准确，这是从减小实验误差的角度考虑的。实验进行前，由于还没有进行实验，

生物接触氧化池填料的选型

生物接触氧化池填料的选型 摘要：主要阐述的是在污水处理中常用的填料的种类，并对他们的优缺点进行比较。在实际工程中应该如何正确的进行设计选型。 关键词：填料；生物接触氧化池 随着污水处理技术的日益发展，有关污水生化处理的工艺应用也日趋成熟。生化处理的工艺按照需氧量的不同可分为厌氧、缺氧、好氧三种，其中好氧处理工艺是最关键的工序，而曝气系统设计是否合理决定了系统的运行稳定性。常见的处理方法主要分为活性污泥法和生物膜法两种，生物接触氧化法因为处理效果较好所以在一些中小型项目常用，其中反应器中填充的填料是其核心部分。填料是生物膜赖以栖息的场所，是微生物的载体，影响着微生物的生长、繁殖、挂膜、脱落，同时还有去除悬浮物的作用。填料的费用一般约占生物膜工艺总投资的30%-40%[1]。因此，经济合理地选择填料是非常重要的。如果材质价格低，易于就地取材，加工方便，就能降低填料地成本。继而也能降低处理工艺的运行成本。 1 填料的种类及选型 1.1 软性填料 软性纤维填料以醛化纤纶为基本材料，模拟天然水草形态加工而成。软性填料具有比表面积大、利用率高、空隙可变不堵塞、适用范围广、造价低、运费少等优点，近年来已补广泛地用于印染、丝绸、毛纺、食品、制药、石油化工、造纸、麻纺、医院、含氰待沸水处理中。软性填料问世最早，其主要特点是理论比表面积大、挂膜容易、造价低、运费省、组装方便、不堵塞等。但废水浓度高或水中悬浮物大时，填料丝会结团，从而大大减少了实际利用的比表面积，且易发生断丝、中心绳断裂等情况，影响了使用寿命，寿命一般为1-2年[2]。 1.2 半软性填料 半软性填料又称为“雪花片”填料，材质为PP、PE。由注塑机一次注塑成型。该填料中有聚乙烯材料铸造而成，分内外双层球体外部为中空鱼网状球体，内部为转型球体，在使用过程中，微生物易生成、易更换、耐酸碱、抗老化、不受水流影响、使用寿命长，剩余污泥少，安装方便。半软性填料发明于八十年代中期, 其枝条分布均匀, 安装后没有短流区, 使用寿命可达5-10 年[3]。它具有较强的再行布水布气的能力、脱膜效果较好、不堵塞。和软性填料相比，COD的去除率一般可提高10%左右[4]。但其理论比表面积较小、且造价偏高。 1.3 组合填料

导热填料研究现状及进展-各种填料分析介绍

导热填料研究现状及进展 导热填料的技术研究现状 导热绝缘材料的研究进展 （1）无机非金属导热绝缘材料 通常金属（如Au、Ag、Cu、Al、Mg等）均具有较高的导热性，但均为导体，无法用作绝缘材料，而部分无机非金属材料，如金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO，金属氮化物AlN、Si3N4、BN，以及SiC陶瓷等既具有高导热性，同时也具有优良的绝缘性能、力学性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性能等，因此被广泛用作电机、电器、微电子领域中的高散热界面材料及封装材料等。 陶瓷封装具有耐热性好、不易产生裂纹、热冲击后不产生损伤、机械强度高、热膨胀系数小、电绝缘性能高、热导率高、高频特性、化学稳定性高、气密性好等优点，适用于航空航天、军事工程所要求的高可靠、高频、耐高温、气密性强的产品封装。由于陶瓷材料所具有的良好的综合性能，使其广泛用于混合集成电路和多芯片模组。在要求高密封的场合，可选用陶瓷封装。国外的陶瓷封装材料以日本居首，日本占据了美国陶瓷封装市场的90%～95%，并且占美国国防（军品）陶瓷封装市场的95%～98%。传统的陶瓷封装材料是Al2O3陶瓷，具有良好的绝缘性、化学稳定性和力学性能，掺杂某些物质可满足特殊封装的要求，且价格低廉，是目前主要的陶瓷封装材料。SiC的热导率很高，是Al2O3的十几倍，热膨胀系数也低于Al2O3和AlN，但是SiC的介电常数过高，所以仅适用于密度较低的封装。AlN陶瓷是被国内外专家最为看好的封装材料，具有与SiC相接近的高热导率，热膨胀系数低于Al2O3，断裂强度大于Al2O3，维氏硬度是Al2O3的一半，与Al2O3相比，AlN的低密度可使重量降低20%，因此，AlN封装材料引起国内外封装界越来越广泛的重视。 （2）聚合物基导热绝缘材料 由于聚合物材料具有优良的电气绝缘性能、耐腐蚀性能、力学性能、易加工性能等，人们逐步用聚合物材料代替传统的电气绝缘材料，但大多数聚合物材料的热导率很低，无法直接用作导热材料，需要通过加入导热性物质，使其成为导热绝缘材料。按获得导热性的方式，聚合物导热绝缘材料可分为本体导热绝缘聚合物和填充导热绝缘聚合物。本体导热绝缘聚合物通过在高分子合成或加工过程中改变其分子结构和凝聚态，使其具有较高的规整性，从而提高其热导率。填充型则是通过在高分子材料中加入导热绝缘填料来提高其热导率。 填料的导热性能研究 （1）填料的比例 当导热填料的填充量很小时，导热填料之间不能形成真正的接触和相互作用，这对高分子材料导热性能的提高几乎没有意义。只有在高分子基体中，导热填料的填充量达到某一临界值时，导热填料之间才有真正意义上的相互作用，体系中才能形成类似网状或链状的形态——即导热网链。 汪雨荻等在聚乙烯（PE）中填充氮化铝，并考察其导热性能；在电镜下观察到AlN与PE结合处存在间隙，这表明AlN不浸润PE。AlN/ PE复合材料在AlN体积分数小于12%时，其热导率基本保持不变；当AlN体积分数在12%～24%时，热导率增长较快；当体积分数大于24%后，热导率增长又变慢；当AlN体积分数达到30.2%时，复合材料的热导率趋于平衡，能达到2.44 W/（m·K）。 Giuseppe P等利用新型渗透工艺制备了AlN/PS互穿网络聚合物。将液泡状态PS单体及引发剂持续渗透到多孔性AlN中至平衡态，在氩气气氛中100℃、4h使PS完成聚合。从微观上在AlN骨架上形成了一个渗滤平衡的聚合物网络结构，即使PS体积分数低至12%也可形成

接触热阻与接触导热填料

接触热阻与接触导热填料 任红艳 胡金刚 (　北京空间飞行器总体设计部　北京　100086　) 文　摘　在调研国内外接触热阻研究的基础上,介绍了关于接触热阻及接触导热填料的研究发展情况。对导热脂及油、金属、导热垫、RT V、镀层等导热填料的性能、应用情况作了简介,提供工程应用参考。 关键词　接触热阻,接触热导率,填料 Thermal C ontact Resistance and Thermal C onductive Filler Ren H ongyan Hu Jingang (　Beijing Institute of S pacecraft System Engineering　Beijing　100086　) Abstract　On the basis investigation of thermal contact resistance developed in the w orld,the development on ther2 mal contact resistance and thermal conductive filler is briefly introduced.The properties and applications of s ome thermal conductive filler materials such as thermal conductive grease and oil,metal,gasket,RT V,coating etc.are presented here to provide reference to engineering use. K ey w ords　Thermal contact resistance,Thermal contact conductive,Filler 1　引言 航天器在其飞行过程中要经历极为恶劣的热环境,其温度可从摄氏零下200多度变至数千度以上。因此,为保证航天器能正常工作,就需要对航天器内外各组件、仪器设备之间的导热过程进行控制,导热过程的控制是以分析和控制导热途径上的热阻为出发点,而影响实际导热过程的一个重要因素就是构件之间的接触热阻。 接触热阻是由于两接触面凹凸不平使得接触不完全而产生的热阻。接触热阻的大小与接触表面的材料、连接方式、表面状况及接触压力大小等多种因素有关。因此,接触热阻就很容易成为卫星热分析中的不确定因素,这种不确定性在极端情况下,甚至会影响卫星热设计的可靠性和卫星运行的可靠性。即使在一般情况下,接触热阻的存在也会增大热流途径上的温降。对航天器热控制来说,过大的接触热阻还可能使其它热控手段(比如热管)失效。 随着科学技术的发展,在工程实践和科学实验中,接触热阻问题愈来愈引起人们的注意。特别是随着空间技术的发展,卫星内大功率组件的热功耗越来越大,为使卫星内部的温度处于适宜的范围之内,就需要对接触热阻问题进行理论和实验研究,以对卫星内部导热过程进行有效的控制。 2　接触热阻的理论研究 2.1　接触热阻的点理论 如果把离散的局部接触面积称为点,接触热阻点理论的一般方法是:对单接触点接触热阻算法进行研究,再对接触点数目进行研究,从而完成对多接触点接触热阻的计算。对单接触点接触热阻的计算大多将接触点简化为圆台、圆柱及圆盘三种计算模型,这三种模型中,圆台计算模型较其它两种更接近实际情况,因它考虑了锥角θ的影响。 收稿日期:1999-03-22 任红艳,1972年出生,主要从事接触热阻方面的研究工作

导热环氧

导热环氧 1. 环氧树脂简介 环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，它可适用于多种成型工艺，可配制成不同配方，可调节粘度范围大；以便适应于不同的生产工艺。它的贮存寿命长，固化时不释出挥发物，固化收缩率低，固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性。上个世纪，硼纤维、碳纤维、芳纶纤维等相继出现，这些高级增强纤维的比刚度、比强度、耐疲劳性能等优于金属材料，用它们来增强环氧树脂组成的复合材料。目前环氧树脂统治着高性能复合材料的市场，凡是对机械强度要求高的增强塑料制品基本上采用环氧树脂作为基体。 2. 环氧树脂的分类 1. 环氧树脂按存在官能团划分： 环氧树脂除了环氧基团以外，也存在其他官能团，因此可划分：溴代环氧树脂，脂环族环氧树脂，酚醛类环氧树脂，缩水甘油酯类、醚类、胺类环氧树脂，环氧化烯烃类这几大类。 2. 按室温存在的状态： 按室温存在的状态划分可分为液态环氧树脂、半固态环氧树脂、固态环氧树脂。 3. 环氧树脂的主要性能指标 一般生产生活中用的环氧树脂并不是某一种特定的物质，而是分子量在一定范围且含有环氧基团的混合物。这些环氧基团的混合物中，绝大多数的分子是线性结构，且含有两个环氧基团。一般在环氧树脂的生产过程中，有少量原料未反应，或者是生成其他副产物，这都将使环氧树脂使用性能存在较大差异。 1. 环氧值Ev：主要性能指标之一，是指每100g环氧树脂中所含环氧基团的当量数，单位为“当量/100g”。浇注料一般用高环氧值，0.4以上；粘结剂用

中等环氧值，0.25-0.45；涂料用低等环氧值，0.25以下。 2. 环氧当量En：含有1g当量环氧基团所对应的环氧树脂的克数，单位为“g/当量”。 3. 环氧基团含量Ec：1g环氧树脂中环氧基团所占的百分含量，单位“%”。 4. 羟基值Ev(OH)：是衡量环氧树脂质量的重要参数之一。还有羟基当量En（OH）。 5. 有机氯含量：是衡量环氧树脂质量好坏的重要参数之一，是指每100g 环氧树脂中所含的有机氯原子的当量数，影响其高温的使用性能。与制备工艺有关，可以改善工艺降低有机氯含量。 6. 无机氯含量：也是衡量环氧树脂质量好坏的重要参数之一，是指每100g 环氧树脂中含有的游离氯离子的当量数。来源于未水洗出尽的氯化钠，主要影响固化后环氧树脂的电性能。 7. 挥发分：生产过程中往往会加入有机溶剂来分离或提纯环氧树脂，是指这类溶剂的含量，单位“%”。 8. 粘度：粘度会影响在实际生产或使用的操作情况。一般分子量小的粘度较低；在实际使用中采用预热环氧树脂以降低粘度。 9. 软化点：是指在受热的情况下，环氧树脂发生流动所需要的温度值。软化点可以间接反应分子量大小。 4. 固化剂 环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。固化后的环氧树脂的使用性能也会因固化剂的种类不同而存在较大差异。在封装体系材料中，常用固化剂分为三大类： 1. 酸酐类固化剂：是环氧树脂封装材料的最常见的固化剂之一。因为酸酐固化剂工艺性能好，固化后的环氧树脂体系机械性能好，绝缘性能优异，具有优良的化学稳定性和耐热性能。酸酐类固化剂粘度小，在封装材料中起稀释和固化的作用，不足之处是固化温度较高，一般在120℃以上。 1.1用酸酐类时按下式计算：

LFA447 接触热阻计算

LFA447接触热阻计算方法 一、概述 对于LFA双层复合材料的测试，若上下两层的厚度、密度、比热与热扩散系数均为已知，可以直接计算得到两层之间的接触热阻（contact resistance）。 二、测量 在LFA447测量软件中，使用双层模式对样品进行设定： Layer列表中包含样品上（面向红外检测器）、下（面向激光源）两层的属性定义，其中厚度与密度两项需输入准确数值，比热与热扩散系数因均随温度而变，对于多温度点测试此处可暂写为1，留待分析软件中另作链接设定。由于测量软件中限定双层模式测量必须包含一

个已知层和一个未知层，此处可将任意一层作为未知层（diffusivity留空）处理。 随后编辑温度程序，设定amplifier、duration等参数并进行测试： 三、分析计算 1.在LFA数据库中导入测量得到的LFA447数据文件。在出现的材料设定对话框中对各层材料的比热与热扩散系数进行链接设定。对于接触热阻的计算，需要上下两层的热扩散系数均为已知（均需链接相应的热扩散系数表）。若测试温度较高，因样品膨胀而导致的厚度与密度变化不可忽略，则还需链接线膨胀系数表。

2.将导入的数据载入分析界面，当出现提示进行多层模式计算的对话框时可跳过不计算（点击“否”。此处的计算为根据已知层来计算未知层的热扩散系数，因现在两层事实上均为已知，实验目的是为了得到两层之间的接触热阻，再做“未知层”的计算并无意义）： 3.点击“测量”-->“计算接触热阻” 在出现的对话框中选择基线类型（推荐“线性”，具体请参考“LFA数据分析向导”），“强制重新计算”选不选都没关系，随后点击“确定”：

生物接触氧化设计方案

50m3/d中水回用工程 50m3/d污水一体化设备 设计方案

目录 1项目背景 (3) 2 设计依据 (3) 3 水质水量及处理要求 (3) 3.1 进水水质水量的确定 (3) 3.2 处理要求 (4) 4 工艺方案的选择 (4) 4.1 工艺简介 (4) 4.2 本生物接触氧化法主要特征 (5) 4.3 工艺流程 (5) 4.4 主要构筑物和设备 (5) 4.5 主要构筑物尺寸和设备型号一览表 (8) 5 经济性分析 (9) 5.1 工程投资估算 (9) 5.3 吨水生产成本估算.................................... 错误！未定义书签。 5.3 社会效益分析 (10)

1项目背景 本项目为农村优质杂排水处理及回用工程，原水包括楼内盥洗、洗浴及洗衣等优质杂排水，经处理后达到生活杂用水水质标准，回用于绿化、冲厕和洗车等。 2 设计依据 （1）甲方提供的水及水质类型等相关资料 （2）《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）2003年版 （3）《建筑中水设计规范》（GB50336-2002） （4）《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002) （5）《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》(GB/T18921-2002) （6）《污水再生利用工程设计规范》（GB50335－2002） （7）《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002） 3 水质水量及处理要求 3.1 进水水质水量的确定 本工程的水源为小区各住户的优质杂排水，设计处理水量为50m3/d。依据《建筑中水设计规范》中建筑分项给水百分率及各种排水污染物浓度统计数据及经验值，确定进水主要水质指标如下： BOD =130mg/L 5 COD=227mg/L SS=72.6 mg/L