بهبود هدایت حرارتی نانوکامپوزیت ان- هپتادکان -گرافیت جهت مدیریت حرارتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده صنعت و معدن، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
2 گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
3 پژوهشکده نانو، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.
چکیده
برای قرار دادن ان هپتادکان در گرافیت با رسانای حرارتی بالا از روش اشباع ساده استفاده شده است. تشکیل نانوکامپوزیت ان هپتادکان-گرافیت با استفاده از مطالعات پراش اشعه ایکس (XRD)، تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و طیف سنجی رامان(Raman) تأیید شده است. علاوه بر این، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از نانوکامپوزیت نشان می‌دهد که ان هپتادکان به‌طور یکنواخت در گرافیت جذب شده و بنابراین از نشت ان هپتادکان در طی مراحل انتقال فاز جلوگیری می‌کند. نتایج DSC به وضوح نشان می‌دهندکه نانوکامپوزیت در هر دو دوره گرم شدن و سردشدن رفتار تغییرفاز برگشت‌پذیری را نشان می‌دهد و مقدار بهینه ان هپتادکان در نانوکامپوزیت با استفاده از نتایج DSC حدود ٥/٦٧ درصد وزنی محاسبه شده است. نانوکامپوزیت حاصل از نظر پایداری حرارتی و شیمیایی، پس از ٣٠٠ چرخه ذوب /انجماد، از قابلیت اطمینان گرمایی خوبی برخوردار است. علاوه بر این، هدایت حرارتی نانوکامپوزیت در هر دو حالت ذوب و انجماد در مقایسه با ان هپتا دکان خالص افزایش یافته است. بنابراین نانوکامپوزیت ان هپتادکان-گرافیت می‌تواند گزینه‌ای مناسبی جهت مدیریت گرما در اجزای الکترونیکی تحت بار گرمایی باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Enhancing the Thermal Conductivity of n-Heptadecane–Graphite Nanocomposite for Efficient Thermal Management

نویسندگان English

Farahnaz Brahoui 1
Ghodratollah Roodini 2
Dariush Sarabandi 3
1 Faculty of Industry and Mining, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Department of Materials Engineering, Shahid Nikbakht Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
3 Nanotechnology Research Institute, Shahid Nikbakht Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده English

A simple impregnation method was employed to incorporate n-heptadecane into graphite, which possesses high thermal conductivity. The formation of the n-heptadecane–graphite nanocomposite was confirmed through X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and Raman spectroscopy analyses. Moreover, scanning electron microscopy (SEM) images of the nanocomposite revealed that n-heptadecane was uniformly absorbed into the graphite structure, thereby preventing leakage of n-heptadecane during the phase transition process. The differential scanning calorimetry (DSC) results clearly demonstrated that the nanocomposite exhibited reversible phase-change behavior during both heating and cooling cycles. Based on the DSC analysis, the optimum loading content of n-heptadecane in the nanocomposite was calculated to be approximately 67.5 wt%. The prepared nanocomposite showed excellent thermal reliability and chemical stability after 300 melting/freezing cycles, indicating its high durability for long-term thermal applications. Furthermore, the thermal conductivity of the nanocomposite was enhanced in both the melting and solidification states compared with pure n-heptadecane. Therefore, the n-heptadecane–graphite nanocomposite can be considered a promising candidate for thermal management applications in electronic components subjected to high thermal loads.

کلیدواژه‌ها English

Nanocomposite
Graphite
Phase Change Material (PCM)
Thermal Conductivity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 مرداد 1405