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尼龙6/钙离子/聚苯胺复合材料在电场作用下结构转变的研究开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

一百多年来,蒸汽压缩技术在制冷系统中(空调、冰箱)占主导地位,但是这种压缩制冷技术的效率相当低下,并且这些制冷系统最有效的制冷剂是氟利昂、氯氟化碳和氯氟烃等含氟类物质,当这些物质进入到大气层后,会与臭氧反应进而破坏对紫外线辐射的天然保护层。为了有效的提高制冷效率,减少制冷剂对环境的危害,在近几十年里,寻找到一种可替代现有以氟利昂为制冷剂的冷却技术一直是国内外的学者们关注的问题。以研究新的物理效应为基础,寻找新的材料,开发出环保、新型的制冷器件(如热电制冷、磁制冷等)越来越被研究者们所重视。

最近,一种新型的利用电卡效应制冷的技术拉开了帷幕。电卡效应是通过模拟磁热效应的结果,当对材料施加一个电场时,部分偶极子从原来的混乱变为整齐,熵变小从而提高材料的温度。而当撤掉外加电场时,偶极子重新变得无序并在此过程中释放自身的热量,从而降低其温度。当前磁制冷的冰箱需要大型和昂贵的超导磁铁,相比于磁热效应而言,电卡效应制冷在设备配置上可以做到更小更轻更简便,需要的外加场强更小,具有很好的可设计性,价格方面也更具有优势。因此,对电卡效应的研究将会使诸多领域取得突破性的进展。

这种利用电卡效应的制冷技术除了更加环保之外,还将在微电子领域的应用有重大的突破,大大提高了高性能固态冷却设备的应用范围,如传感器的温度调节、电子设备和芯片上的冷却。如今,电子器件的小型化由于不断增长的需求已成为关注的焦点,而其中集成电路的芯片是由成千上万的组件组成,如此之多的组件在工作中往往会产生很大的热量,目前芯片级的散热技术一直困扰着电子器件向更小型化发展,而这一切将紧紧依赖于未来的芯片级的制冷技术。电卡效应为这个问题的解决提供了一个极具潜力的途径。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备:

a.溶液法制备尼龙6/钙离子复合材料;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照设计方案,制备尼龙6/钙离子/聚苯胺复合材料。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] ma r , zhang z , tong k ,et al. highly efficient electrocaloric cooling with electrostatic actuation[j].science, 2017, 357(6356):1130-1134.

[2] yang l , qian x , koo c ,et al. graphene enabled percolative nanocomposites with large electrocaloricefficient under low electric fields over a broad temperature range[j]. nanoenergy, 2016:s221128551600077x.

[3] lindforst ,ivaska a .all-solid-state calcium-selective electrode prepared of soluble electricallyconducting polyaniline and di(2-ethylhexyl)phosphate with tetraoctylammoniumchloride as cationic additive[j]. analytica chimica acta, 2000.

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