Cu/Al纳米流体的制备及导热性能

汪靖凯，赵蕾，马丽斯

(1.西安建筑科技大学 建筑设备科学与工程学院，陕西 西安 710055；2.空军工程大学 基础部，陕西 西安 710051)

随着纳米技术和纳米材料的日益发展，纳米粒子在热量传递过程中，大的比表面积具备更佳的传热能力、小的尺寸具有较高的运动性、微对流传热速度快、不易堵塞微通道等优点已越来越多被人们应用于传质传热领域中[1-5]。纳米流体是指将导热性能好的纳米粒子以一定方式和比例添加到基础液体中形成新的换热或冷却工质体系，由于其表现出快速加热与高效制冷的出色热力性能，使其成为应用热交换器微型流道内新换热工质的主要载体。金属纳米粒子通常为普通基液的2～3个数量级，成为制备纳米流体的首选材料[6-12]。由于铝相对于Cu具有密度小的显著特点，对于常见的水基纳米流体，铝粉的纳米流体不易沉降，具有显著的稳定性，因此，纳米Al的流体传热工质具有应用潜能。但Al具有较小的电极电势，表面易被氧化而生成一层致密的Al2O3氧化膜，使Al粉失去活性而降低其应用效果。在Al粉表面包覆上一层纳米Ni、PS，可改善铝粉的抗氧化性，但都是以损失其导热性为代价[12-13]。Cu相比较Al有更高的导热性，更强的耐腐蚀性，添加纳米铜粒子的纳米流体可望具有较好的导热性能，但其密度较大，生成的纳米流体长时间易产生聚沉。本研究拟选取粒晶大小为20 nm的球形铝粉，设计兼顾Cu优质的导热性和Al的轻质性，在Al表面通过还原法生长一层Cu纳米薄膜，得到Cu/Al纳米复合粒子，在温控条件下，研究粒子尺寸、添加量、基液及稳定剂种类对其稳定性与导热性能的影响，以期制备高性能的纳米流体传热工质。……