Structural modeling and calculation of thermal conductivity of polyimide composite materials
DOI:
https://doi.org/10.30837/rt.2022.4.211.10Keywords:
thermally conductive polyimide composite, effective thermal conductivity, structural modeling, numerical calculationsAbstract
Issues of direct modeling effective thermal conductivity of two-component thermally conductive polyimide composite films based on polyimide thermosetting varnishes and thermally conductive powder fillers are considered.
3D-structural modeling of elementary cubic cells of polyimide composites has been performed.
Calculations of average heat fluxes and effective thermal conductivity of variants of polyimide composite films with the introduction of highly thermally conductive highly dispersed and ultradispersed powder fillers into the polyimide matrix were carried out, including those from SiO2, SiC, Al2O3, AlN, taking into account boundary and initial conditions using COMSOL MULTIPHYSICS software.
Specific recommendations are proposed for direct modeling of the thermal conductivity of environments with a complex structure and for carrying out with sufficient reliability numerical calculations of the effective thermal conductivity of polyimide composite films in order to increase their thermal conductivity from 0,12 W/(m•K) up to 1-4 W/(m•K) by changing concentration and thermal conductivity of mixtures of filler particles of micron and ultramicron sizes.
References
New approaches to creating promising heat-conductive electrical insulating polyimide nanocomposite materials / Borshchov V.M., Listratenko O.M., Protsenko M.A., Tymchuk I.T., Kravchenko O.V., Syddia O.V., Slipchenko M.I., Chichkov B.M. // Functional Materials. 2022. Vol.29, No.1.P. 20 – 29
Міхєєв В.А. Забезпечення якості нових функціональних матеріалів для теплопровідних покриттів на стадії розробки та виробництва : дис. … канд. техн. наук. 2018. 173 с. (рос. мовою).
Сулаберідзе В.Ш., Скорнякова Є.А. Оцінка параметрів розрахункових моделей теплопровідності композиційних матеріалів з полімерним сполучним за експериментальними даними // Вісник Магнітогор. держ. техн. ун-ту ім. Г.І. Носова. 2020. Т.18. №4. С. 57 – 64. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-4-57-64. (Рос. мовою).
Нікітін А. В. Чисельний метод розрахунку коефіцієнта теплопровідності наповнених полімерів / А. В. Нікітін, А. Ю. Бачуріна // Вісник Гродн. держ. ун-ту імені Янки Купали. Сер. 2. Математика. фізика. інформатика, обчислювальна техніка та управління. 2011. C. 106 – 111. (Рос. мовою).
Нікітін Д.А. Моделювання структури композиційних систем та розрахунок їх коефіцієнта теплопровідності // Матеріали. Технології. Інструменти. 2004. Т. 9, № 2. С. 11 – 15. (Рос. мовою).
Бачуріна А.Ю., Нікітін А.В. Чисельний метод розрахунку коефіцієнта теплопровідності композиційної системи // Вісник Гродн. держ. ун-ту. Сер. 2. Математика. фізика. Інформатика, обчислювальна техніка та управління. Біологія 2010. №2. С.93 – 99. (Рос. мовою).
Степанов В.В. Петреня Ю.К., Андрєєв А.М., Костєльов А. М., Маннанов Е.Р., Талалов В.А. Вплив властивостей компонентів на ефективну теплопровідність полімерних композитних матеріалів // Наук.-техн. відомості СПбГПУ. Фіз.-мат. науки. 2018. Т. 11. № 4. С. 85 – 94. DOI: 10.18721/JPM.11408. (Рос. мовою).
Теплопровідна поліімідна плівка DuPont™ Kapton® MT, https://www.dupont.com/products/kapton-mt.html // офіційний сайт (дата звернення 03.10.2022).
Теплопровідна поліімідна плівка DuPont™ Kapton® MT +, https://www.dupont.com/products/kapton-mt-plus.html. // офіційний сайт (дата звернення 03.10.2022).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
