填充型导电高分子复合材料的Monte Carlo模拟
使用MonteCarlo方法模拟填充型导电高分子材料是一种利用MonteCarlo方法不断产生随机构象、并对结果进行平均的特点，模拟填料在空间中随机分散的方法。这种方法可以直接捕捉到填料模型在空间中随机分布状态。与一般的MonteCarlo方法相比，这一方法不对产生的大量随机构象进行重要性抽样，进而简化了计算过程。在模拟中，形状不规则的填料被抽象成形状规则的棒状、球状，通过求取填料间的最短距离来判断填料是否连接，进而判断填料是否可以形成贯穿体系的逾渗网络。
本文主要采用MonteCarlo方法，采取可任意重叠的球状和棒状模型，模拟了不同填料体系逾渗值随填料外形、尺寸以及混合物填料配比的变化规律。
主要工作如下:
(1)对于纯组分的棒状填料，研究了体系逾渗值随填料长度、长径比的变化规律，发现棒状填料长径比相同的情况下，尺寸较小的填料具有更小的逾渗值;在填料体积和填料数量的共同作用下，填料用量较小的时候，尺寸较大的填料具有稍大大的逾渗概率，随填料用量的增加尺寸小的填料逾渗概率增长迅速，表明尺寸较小的填料具有更强的构建填料网络的能力。
(2)对于纯组分的球状填料，研究了逾渗值随球状填料尺寸的变化规律，发现球状填料逾渗值随填料粒径的降低而降低。
(3)对于球、棒模型组成的混合物填料体系，研究了体系逾渗值随球状填料粒径、棒状填料长度以及长径比的变化规律。发现填料用量较低时，逾渗值随填料用量的增加出现短暂的降低阶段;使用直观图截面投影的方法说明了这种变化的原因是由于球状填料替换了效率不高的棒状填料所致。逾渗值表现出了随球状填料直径的降低、棒状填料长度的降低和长径比的增加而降低的趋势。
填充型导电高分子;Carlo方法;逾渗概率;混合物填料;复合材料;Monte Carlo模拟
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
田明
2012
中文
TM243;TB332
70
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）