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碳纤维增强树脂基复合材料层合板的传热性能研究
摘要
本文以碳纤维增强树脂基复合材料层合板为研究对象，通过实验研究其传热性能。首先，对层合板进行了制备和结构分析，然后通过传热实验，探究了不同温度下的传热系数和温度场，分析了传热性能的影响因素，并提出了改善传热性能的措施。最后得出结论：增加层合板厚度和采用热导率更高的树脂可以有效提高其传热性能。
关键词：碳纤维、树脂基复合材料、层合板、传热性能、热导率
引言
碳纤维增强树脂基复合材料具有高强度、耐热性、抗腐蚀性等优点，逐渐被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等领域。在这些领域中，复合材料通常以层合板的形式使用。由于层合板的复杂结构和材料特性，其传热性能对于产品性能和使用寿命具有重要影响。
本文旨在研究碳纤维增强树脂基复合材料层合板的传热性能，通过实验探究不同温度下的传热系数和温度场，分析传热性能的影响因素，并提出改善传热性能的措施，为材料的应用提出理论指导。
实验方法
制备样品
本实验使用纤维长度为3mm的碳纤维作为增强材料，使用环氧树脂作为基体材料，制备了不同层数的层合板。制备过程如下：将树脂和固化剂按一定比例混合，搅拌均匀后加入碳纤维，再进行浸渍和成型。制成的层合板厚度为2mm，层数分别为3、5、7层。
传热实验
采用热电偶法进行传热实验，将样品置于恒温水槽中进行实验。水槽中的温度分别调节为20℃、40℃、60℃、80℃、100℃，并测量不同位置的温度和传热系数。
结果与分析
传热系数随着温度的增加而增加。当温度从20℃增加到100℃时，传热系数大约增加了4倍，表明热传输过程已经明显的加速。
传热系数随着层数的增加而增加，但是增速逐渐减缓。当层数从3增加到5时，传热系数增加了约26%；当层数从5增加到7时，增加了约19%。这表明增加层数可以有效提高传热性能，但是增益逐渐减小。
不同材料的热导率对传热性能也有不同影响。根据实验结果，我们发现，在相同条件下，使用热导率更高的树脂可以有效提高传热系数。
结论
通过实验探究，我们得出了以下结论：
1.碳纤维增强树脂基复合材料层合板的传热系数随着温度的增加而增加。
2.增加层合板层数可以有效提高传热性能，但是增益逐渐减小。
3.使用热导率更高的树脂可以有效提高传热系数。
基于以上研究，我们提出了以下改善传热性能的措施：
1.增加层合板的厚度，可以增加层合板的热传输面积，进而提高传热系数。
2.采用热导率更高的树脂，可以提高传热系数。
综上所述，本文在实验研究的基础上，探究了碳纤维增强树脂基复合材料层合板的传热性能，提出了有效的改善措施，为材料设计和应用提供了理论依据和指导。