Phonon Transport Analysis of Thermal Conductivity in Particulate Nanocomposites

Les modèles théoriques ont été présentés pour la prédiction de la conductivité thermique de composites constitués de particules sphériques. Parmi ces modèles, seuls quelques-uns d'entre eux sont en mesure de prédire correctement la conductivité thermique de nanocomposites. La difficulté à modéliser correctement cette propriété physique origine de la différence entre la conductivité de la matrice et des particules à l'état pur par rapport à leurs valeurs respectives dans le composite. En conséquence, la résistance thermique à l'interface entre la matrice et les particules devient une variable importante de la conductivité thermique des matériaux nanocomposites. Dans ce projet, l'analyse de l'échange des phonons thermiques dans les milieux hétérogènes est réalisée et une formule générale de la conductivité thermique effective de nanocomposites est présentée. Dans la première étape du travail, le transport de phonons à l'interface entre la matrice et des nanoparticules est étudié. Cette investigation vise à présenter la résistance thermique sous une nouvelle forme. Les deux types de transport de phonons sur l'interface particule-matrice, soient diffus et spéculaire, sont pris en compte dans le calcul de la conductivité thermique effective pour les nanocomposites particulaires. Dans un deuxième temps, le modèle proposé est évalué en regard de résultats numériques et expérimentaux disponibles dans la littérature. Cette évaluation tend à prouver que le modèle proposé est capable de prédire la conductivité thermique effective pour un large éventail de fractions volumiques et de tailles de particules.