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Thermal conductivity of polymer materials by non-equilibrium molecular dynamics simulations

非平衡分子动力学模拟聚合物材料的导热性

基本信息

批准号：
5406603
负责人：
Professor Dr. Florian Müller-Plathe
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Physikalische Chemie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2003
资助国家：
德国
起止时间：
2002-12-31 至 2011-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5406603?language=en
关键词：
Thermal conductivity polymer materials non

项目摘要

Wärmeleitfähigkeiten sind äußerst wichtige Materialparameter, sowohl für Polymerprodukte (z.B. Wärmeisolation, Verkapselung elektronischer Bauteile) als auch in der Verfahrenstechnik der Polymerherstellung und -verarbeitung (z.B. Auslegung von Reaktoren, Wärmezu- und abfuhr, häufig weitab von Normalbedingungen). Sie haben sich bisher jedoch aus konzeptionellen und simulationstechnischen Gründen der Vorhersage durch Molekulardynamik-Simulationen in der Praxis entzogen. In unserer Gruppe wurde in den letzten Jahren eine neue Nichtgleichgewichts-Molekulardynamik-Methode entwickelt. Dieses so genannte reverse non-equilibrium molecular dynamics (RNEMD) Verfahren beruht auf einer Umkehr von Ursache (Temperaturgradient) und Wirkung (Wärmefluss). Es vermeidet die theoretischen Mehrdeutigkeiten der bisherigen Verfahren und ist erheblich robuster. Bei der Vorhersage von Wärmeleitfähigkeiten von Flüssigkeiten ist es sehr erfolgreich, so dass es sich inzwischen auch außerhalb unserer Gruppe verbreitet hat. Eine Adaptation auf Polymerwerkstoffe ist bisher nicht erfolgt. Wir erwarten, dass die neue Methode sich auch dort bewährt und nicht nur Wärmeleitfähigkeiten quantitativ vorhersagt, sondern auch zum Verständnis von Wärmetransport-Mechanismen in Polymeren beiträgt (z.B. die Rolle von Kollisionen und Phononen, through-bond gegenüber through-space). Sie soll an ausgewählten Testsystemen überprüft und etabliert werden. Deren Auswahl soll sich nach den Kooperationsmöglichkeiten innerhalb oder außerhalb des Schwerpunkts richten.

Wärzeitfähigkeiten sind äußerst wichtige Materialparameter，sowohl für Polymerprodukte（z.B. Wärmeisolation，Verkapselung elektronischer Bauteile）als auch in der Verfaintechnik der Polymerherstellung und -verarbeitung（z.B. Auslegung von Reaktoren，Wärmezu- und abfuhr，häufig weitab von Normalbedingungen）.在实际应用中，您可以通过分子动力学模拟的方法来了解和模拟流体力学。我们集团在近几年里开发了一种新的非线性动力学方法。这是一个很好的反向非平衡分子动力学（RNEMD）方法。这是一个非常有说服力的理论，而且非常强大。除了从Flüssigkeiten的Wärcheritfähigkeiten的Vorhersage之外，这是一个非常好的选择，所以它也是我们集团的一个重要组成部分。对聚合物材料的适应性不太好。我们知道，这种新方法也不容易实现，而且不只是定量的，因此也可以在聚合物中进行运输机械的研究（z.B. die Rolle von Kollisionen und Phononen，through-bond gegenüber through-space）.您需要一个非常专业和可靠的韦尔登系统。Deren Auswahl sich nach den Cooperationsmöglichkeiten innerhalb oder außerhalb des Schwerpunkts richten.