Propuesta de Proyecto de Investigación:

Fabricación y Determinación de la Conductividad Térmica Efectiva de un Compuesto de Aluminio y Nanotubos de Carbono CNT´s y evaluar su aplicación en Disipadores de

Calor

Presentado por: Arlex Guzman (arlexrush@gmail.com) Asesorado por: Dr. Anwar Hasmy

Dr. Ernesto Medina.

Fundamentos de Nanociencias, Nanotecnología y sus Implicaciones Sociales

Enero, 2012

EL PROBLEMA

Fabricación y Determinación de la Conductividad Térmica Efectiva de un Compuesto de Aluminio y Nanotubos de Carbono (CNT´s) con la finalidad de usarlo como material para el diseño y fabricación de Disipadores e Intercambiadores de Calor.

Fabricar un Compuesto de Aluminio y Nanotubos de Carbono (CNT´s), determinar su Conductividad Térmica Efectiva y evaluar su aplicación en Disipadores de Calor.

OBJETIVO GENERAL

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Describir Propiedades Térmicas de los CNTs en compuestos de Aluminio-CNTs (Al-CNTs). Evaluar los diferentes métodos de Síntesis de compuestos de Al-CNTs. Propuesta de Diseño y Fabricación de Compuesto CNTs-Aluminio (Síntesis). Medición y Determinación de la Conductividad Térmica Efectiva del Compuesto Al-CNTs. Caracterización del compuesto Al-CNTs. Evaluación de la aplicabilidad en disipadores de Calor.

VARIABLES DE INVESTIGACIÓN.

• Kapitza Interface Resistance.

• Alignment.

• Dispersion.

• Umklapp phonon-phonon scattering processes.

• length efficiency in CNT (< 1 μm). Para longitudes mayores reduce la

conductividad Térmica debido a curbaturas y doblados.

DEFINICIÓN DE PROYECTO

TÉCNICAS DE SINTESIS

Técnicas de Síntesis de Compuestos. Spray de Plasma

Fig. 1. Schematic showing the plasma spray formed cylinder (not to scale) and the orientation of the sample used for thermal conductivity measurement.

semi-solid powder processing

Carbon nanotube reinforced aluminum composite fabricated by semi-solid powder processing. Yufeng Wu1, Gap-Yong Kim∗ Department of Mechanical Engineering, Iowa State University, Ames, IA 50011, USA

Técnicas de Síntesis de Compuestos.

Técnicas de Síntesis de Compuestos.

• Natural rubber as a mixing medium.

• Molecular-level mixing method.

• Thermal Spraying.

• Hot-pressing.

• Hot extrusion.

• Spark plasma sintering.

• Electro-less deposition.

Medición de Conductividad Térmica. Flash Diffusivity.

k = α x ῥ x CP

α: Thermal diffusivity, was measured using a Holometrix Micromet-300 Thermal Diffusivity Instrument (Metrisa Inc., Bedford, MA) by the pulse method for several temperatures between 50 °C and 300 °C

ῥ: bulk density, of the composite which was measured by the Archimedes method and found to be 2.44 g cm3 and 2.35 g cm3 for Al–Si and Al-10CNT coatings respectively.

CP: specific heat capacity, were taken as the mole fraction weighted average (Neumann– Kopp additive rule) and the values for the CP for Al–Si and CNT (Graphite) were obtained from the thermodynamic database FACTSAGE™

Técnicas de Medición

Medición de Conductividad Térmica. Modelos Teóricos y Computacionales

Técnicas de Medición

Caracterización Compuesto de Al-10%w.CNTs, fabricado por Spray de Plasma

Optical micrographs showing low magnification microstructures of (a) Al–Si and (b) Al–10CNT coatings. (c) High magnification SEM image of fracture surface of Al–10CNT coating showing good CNT distribution in the matrix region, and (d) SEM image showing a partially infiltrated porous CNT cluster in the Al–10CNT coating.

Técnicas de Medición

RESULTADOS DE APLICACIÓN DEL OOF.

Compuesto de Al-10%w.CNTs, fabricado por Spray de Plasma.

Fig. 5. (a) Binary image of the distribution of CNTs in the inter-splat region obtained from the SEM image of fracture surface (Fig. 3c), (b) the finite element mesh of the binary image with boundary conditions applied for analysis, and (c) the heat flux distribution variation along the microstructure. Note the high heat flux along the CNTs owing to their high thermal conductivity.

ANTECEDENTES ANALISIS DE ARTICULO

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