单独测量是强制性的，因为压力成型会引起结构各向异性。当PW/EG（石蜡/膨胀石墨）复合材料被压缩时，石墨层会被迫形成特定的排列，而不是保持随机状态。这种重新定向会在轴向（横向）和径向（纵向）方向上产生不同的热性能，因此需要单独的测试来准确表征材料的传热能力。
压力成型过程会固有地改变材料的微观结构，造成石墨层分布不均匀。测量两个方向的导热性是量化这种压力引起的排列所带来的特定传热增强的唯一方法。
加工对微观结构的影响
压力引起的排列
压力成型不是一个中性过程；它是一个结构组织者。当施加力时，复合材料中的膨胀石墨层会被物理地重新定向。
产生各向异性
这个过程导致材料呈现出各向异性的微观分布。材料不再像各向同性那样在所有方向上均匀导热，而是根据石墨的沉降方式，发展出优先的热流方向。
区分轴向
要理解这种材料，您必须区分横向（轴向）方向和纵向（径向）方向。这些向量代表了相对于制造过程中施加的成型力，热量可以传播的不同路径。
量化热性能
测量方向差异
由于每个方向的结构不同，热阻也会不同。测试两个轴向可以揭示热性能方向差异的大小。
评估增强效果
这种测量策略的主要目标是量化增强效果。您需要确定压力引起的排列在多大程度上提高了纵向方向相对于横向方向的导热性。
优化数据
这些数据不仅仅是学术性的；它们对于应用设计至关重要。没有单独的测量，您就无法在热管理系统中优化材料的方向，以利用其最高导热路径。
假设各向同性的风险
不准确的热建模
一个常见的陷阱是假设复合材料均匀导热。如果您只测量一个方向并将该值应用于整个体积，那么您的热模拟很可能无法预测实际过热或效率低下。
散热器错位
对方向导热性的无知会导致糟糕的工程决策。您可能会冒险将复合材料的方向放置错误，使低导热轴处于主要热路径中，从而抵消了膨胀石墨的好处。
为您的目标做出正确选择
为了最大化PW/EG复合材料的效率，您必须将这些方向性数据应用于您的具体工程环境。
- 如果您的主要关注点是热建模：确保您的模拟参数考虑了各向异性值，输入X、Y（径向）和Z（轴向）导热性的不同变量。
- 如果您的主要关注点是系统设计：将复合材料的方向调整为使径向（纵向）方向——通常是较高导热路径——与主要热流方向对齐。
理解压力成型复合材料的方向性，可以将它们从简单的材料转变为热管理领域的精密工具。
总结表：
| 方向轴 | 相对于成型的方向 | 结构特征 | 导热影响 |
|---|---|---|---|
| 轴向（横向） | 平行于成型力 | 压缩的石墨层 | 通常导热性较低 |
| 径向（纵向） | 垂直于成型力 | 对齐的石墨路径 | 增强的传热路径 |
| 结构状态 | 压力引起的排列 | 各向异性分布 | 方向依赖的热阻 |
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参考文献
- Yilin Zhao, Haofeng Xie. Thermally Conductive Shape-Stabilized Phase Change Materials Enabled by Paraffin Wax and Nanoporous Structural Expanded Graphite. DOI: 10.3390/nano15020110
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
