泡沫混凝土导热系数模型及参数修正.pdf

1 4 6 材料导报 B： 研究篇 2 0 1 1 年 1 0月( 下) 第 2 5卷第 1 0期 泡沫混凝土导热系数模型及 参数修正 李翔 宇， 赵霄龙 ， 郭向勇， 曹力强 ( 中国建筑科学研究院建筑材料研究所 ， 北京 1 0 0 0 1 3 ) 摘 要在 C h e n g - Va c h o n模型 的基础上提 出了一种针对 由连 续相和 分散 相组成的 两相 复合材料 的新导热 系数模 型。通过引入一个新的参数 ， 即分散相的修正体积含量来改进 C h e n g - Va c h o n模型不适用于分散相体积含量较大的 缺点。使用新的导热系数模型预测泡沫混凝土的导热系数， 与实验结果的对比表明， 新的模型可以准确预测泡沫混 凝 土的导热 系数 。 关键 词 泡沫混凝土复合材料导热系数无机材料 中图分类号 ： T05 2 2 3 文献标 识码 ： A An Ef f e c t i v e The r m a l Co n du c t i v i t y Equ a t i o n o f Fo a m e d Co n c r e t e a n d Pa r a me t e r Co r r e c t i o n LI Xi a n g y u，Z H A0 Xi a o l o n g，GUO Xi a n g y o n g，CAO Li q i a n g ( I n s t i t u t e o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， C h i n a Ac a d e my o f B u i l d i n g R e s e a r c h ， B e ij i n g 1 O O O 1 3 ) Ab s t r a c t A n e w t h e o r e t i c a l e q u a t i o n f o r t h e t h e r ma l c o n d u c t i v i t y o f t wo - p h a s e c o mp o s i t e ma t e r i a l s wa s p r o p o s e d Th e Ch e n g - Va c h o n e q u a t i o n wa s mo d i f i e d b y i n t r o d u c i n g a c o r r e c t e d v o l u me f r a c t i o n o f u n i f o r ml y d i s p e r s e d f i l l e r Th e n e w e q u a t i o n wa s u s e d t o d e s c r i b e t h e r ma l c o n d u c t i v i t y o f f o a me d c o n c r e t e I t wa s d e mo n s t r a t e d t h a t t h e e q u a t i o n i s e f f e c t i v e Ke y wo r d s f o a me d c o n c r e t e ，c o mp o s i t e ma t e r i a l ，t h e r ma l c o n d u c t i v i t y ，i n o r g a n i c ma t e r i a l 1 概 述 多孔材料 由于其特殊 的多孔性结构 ， 具 有高孔 隙率 、 高 比表面积 、 高吸附性等诸多优异的物理化学性 能， 因而在建 筑、 化工、 环保等领域都有广泛应用 。多孔 材料具备优异 的 绝热性能 ， 被广泛用于建筑的保温隔热， 如膨胀聚苯 乙烯、 发 泡聚氨酯 、 膨胀珍珠岩、 泡沫混凝土等。在这些绝热材料中， 泡沫混凝土作为一种节能利废、 轻质且不燃的无机材料受 到 越来越多的关注 。 泡沫混凝土是用物理方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫， 再将泡沫加入到由水泥基胶凝材料、 集料、 掺合料、 外加剂和 水制成的料浆 中， 经混合搅拌 、 浇注成型、 养护而成的一种适 用于室内外垫层 、 屋面保温隔热、 非承重墙体或隧道 、 基坑填 充等的多孔现浇混凝土。 由泡沫混凝土的制作方法可知 ， 它是一种 由连续的固体 相( 水泥基体) 和离散的气体相 ( 空气孔洞) 组成的两相材料 。 如果不考虑固体相 ( 水泥基体) 内部 的毛细孔等微小孔洞， 泡 沫混凝土 内由泡沫 引入 的空气孔洞 的孔径 一般在 l mm 以 下。按照国际纯粹与应用化学联合会 ( I n t e r n a t i o n a l u n i o n o f p u r e a n d a p p l i e d c h e mi s t r y ) 的定义 ， 按照孔径不同， 多孔材料 可以分为 微孔 材料 ( 孔 道尺 寸小 于 2 n m) 、 介 孔材 料 ( 2 5 0 n m) 和大孔材料 ( 大于 5 0 n m) ， 泡沫混凝土应属于一种大孔 材料 。 热量在泡沫混凝土内的热传递包括 4种机理 ， 即固相的 导热传递 、 气体导热传递、 孔洞 内气体对流传递 、 包围气体 的 固体表面之间的辐射换热 。如果孑 L 洞的尺寸大于 1 0 mm， 根 据 Gi b s o n和 As h b y _ l 的现象 ， 孔洞内气体对流传递是不可以 忽略不计的。同时根 据 S t e f a n - B o l t z m a n定律 ， 包 围气 体 的 固体表面之间的辐射换热可 以忽略不计。由于水泥基 固体 相的导热系数远大于泡沫混凝土 内部空气的导热系数， 而且 泡沫 昆 凝土内部气孔尺寸通常在 l mm 以下 ， 因此泡沫 昆凝 土内热量传递的主要方式是热量在水泥基体 ( 固体相) 的导 热传递。 泡沫混凝土的绝热性能 主要取决于其 内部空气含量 以 及固体相的绝热性质 ， 但是其 内部 的孔洞尺寸 、 孔洞形状和 相互间连通情况等因素也有一定程度的影响。总的来说 ， 泡 沫混凝土中的离散相空气含量 ( 即气孔率) 是影响其导 热系数的主要因素。 导热系数作为一种材料绝热性能的宏观表征 ， 可用于判 断材料的绝热性能。通常， 泡沫混凝土的导热系数为 0 O 8 0 2 5 W ( m K) ， 具有 良好 的保温隔热效果 ， 在我 国北方地 区， 采用厚度 2 O 0 2 5 0 mm 的泡沫混凝土砌块砌筑外墙 ， 相 当于 4 9 0 mm厚砖墙 的保温效果 ， 可作为节能墙体和屋面材 料。如果可以进一步提高泡沫混凝土的绝热性能 ， 它将会发 *国家科技 支撑 计划子课题( 2 0 0 6 B A J 0 4 A0 4 0 2 ) 李 翔宇 ： 男 ， 1 9 7 9年 生， 博士T e l ： 0 1 0 6 4 5 1 7 9 2 4 E - ma i l ： x i a n g y u 2 3 g ma i l c o rn 泡沫混凝土导热系数模型及参数修 正 李翔 宇等 1 4 7 挥更大的作用。因此 ， 明确泡沫混凝土 的绝热机理， 对 预测 其导热系数、 研究和实际生产都有重要 的意义 。但是 目前对 泡沫混凝土绝热机理 的系统研究还很缺乏， 本研究 的 目的就 是建立一种适合泡沫混凝土的导热系数模型 。 2 导热 系数模 型推导 多孑 L 材料表观导热系数 的计算模型很 多l 2 。 ， 但 即使是 最简单的两相多孔材料 ， 模型的计算结果与实验结果的误差 通常都很大 ， 且也没有一种统一的模 型可 以预测不同材料 的导热系数， 都需要进行修正。C h e n g 等 在 T s a o的模 型 基础上进行了改进 ， 并推导出新的两相材料 的导热系数计算 公式C h e n Va c h o n公式。该模型中考虑到分散相在均 匀相中是随机均匀分布的， 所 以假设分散相在连续相中的分 布符合正态分布， 并且通过合理 的近似， 此分 布函数可 以用 分散相的体积含量来表达。分析过程从 一个立方体 的单位 元开始 ， 在此单位元 内既有分散相也有连续相， 如图 1 所示 。 图 1 分散相在单位元中分布 F i g 1 Di s t r i b u t i o n o f d i s c o n t i n u o u s p h a s e i n t h e u n i t c e l l 经过推导得到此单位元的导热系数表达式 ， 它仅与分散 相和离散相的导热系数以及分散相的体积含量 有关 。通过 与实验数据对 比， 其预测结果是很准确 的。但在该模型 中， 分散相被认为是不可变形的 ， 正是 因为这个假设 ， 分散相的 体积含量存在最大值。如果分散相是球体 ， 则根据填充问题 ( P a c k i n g p r o b l e m) ， 分散相的最大体积含量不会超过 0 7 4 ， 2 这与实际情况不符合 ， 尤其是对于泡沫混凝土， 它 的分散相 体积含量往往很大。利用 C h e n g Va c h o n 公式计算泡沫混凝 土导热系数， 误差很大 。 本研究在 C h e n g的导热系数模型基础上， 通过改进并结 合实验数据， 得到了符合泡沫混凝土的导热系数模型。 首先介绍 C h e n g的推导过程 ， 推导需要 的假设 条件包 括： 热流方向平行于 3 7 方向， 不考虑热对流和辐射 ， 不考虑接 触热阻， 不考虑材 料中 的孔隙 ， 分散相 均匀分 布在基体 中。 由图 1 得到此单位元的等效热阻为 ： R 一 z + 则单位元的导热系数为热阻的倒数： 一 R ( 2 ) 假设分散相均匀随机分布在连续的基体中， 并服从 以下 正态分布 ： Y Cl e x p ( 一 C2 x ) ( 3 ) 为了计算方便 ， 将式 ( 3 ) 进行多项式展开得到 ： C j 1 一 c 2 x 2 + ) ( 4 ) 再进一步简化为 ： Y B+ C a。 ( 5 ) 式( 5 ) 中 B和 C是常数 ， 并且分散相的体积含量可 以通 过式( 6 ) 计算得到： 通过引入边界条件 ， 可以得到常数 B和 C的表达式 ： B 一 c 一 代入式( 1 ) 中得到： ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) n 。f 出 1 一B R e 一 2 j 。 丽 + ( 9 ) 当k c 是 时 ， 将式 ( 9 ) 积分得到式( 1 0 ) ； 当 k d 时， 将 式( 9 ) 积分得到式( 1 1 ) 。 t a 焉鞣+ 1 - B ， 由式( 1 0 ) 、 式 ( 1 1 ) 可 以看到， 两相材料的导热系数 可以 由两相的导热系数和分散相的体积含量计算得到。 在以上推导中， 由式( 6 ) 一式( 8 ) 可以得到分散相体积含 量 的最大值为 0 6 6 7 。这是理想状态即分散相不可变形条 件下的填充结果， 当分散相体积含量很大时， 使用式 ( 1 0 ) 、 式 ( 1 1 ) 计算结果就会有误差 。因此需要解决分散 相体积含量 的 问题 。 令 ： y= B ( 1 2 ) z一一 B o ( 1 3 ) z一 ( 1 3 ) 则分散相体积含量为 ： 一 B ( 1 4 ) 因为 O B 1 ， 所以 O 1 ， 这样分散相体积含量就可 以在 O ， 1 之间取任何值 。 将式( 1 2 ) 一式 ( 1 4 ) 代入式( 1 ) ， 得到 ： 1 4 8 材料导报 B： 研究篇 2 0 1 1年 1 0月( 下) 第 2 5卷第 1 O期 z + 一 尘 一 _! 二 尘 + ( 是 d 一 是 ) 。 忌c 得泡沫混凝土的导热系数如表 2所示。 表 2 泡沫混凝土的气孔率、 体积密度和导热系数 ( 1 5 )Ta b l e 2 P o r o s i t y，b u l k d e ns i t y a n d e f f e c t i v e t h e r ma l c o n d u - c t i v i t y o f f o a me d c o n c r e t e 对于泡沫混凝土 ， 这里的分散相体积含量 即气孔 率， 这 个值 同样需要修正。原 因是在以上推导 中没有考虑热量传 递过程中传热路径 、 迂曲度等复杂因素的影 响。因为在气孔 率相 同的情况下 ， 气孔尺寸减小， 气孔数量增多， 气孔尺寸的 变小减少 了空气对流幅度 ， 使得对流传热的效率降低 ， 而气 孔数量的增多导致内部气孔壁表面积增加， 即增加了固体反 射面， 从而使辐射传热的效率降低， 总体的绝热性能提升 ， 即 导热系数下降。所以即使气孔率相同， 气孔 的尺寸 、 分布 、 形 状等都会影响复合材料最终的绝热性能 。 以两相复合材料为例 ， 热流通过复合材料时影响热流传 递 的因素包括两相之 间导热性能的差异 和导热系数较低相 的体积含量 。因此修正的分散相体积含量应是这两个参数 的函数_ 7 。对于泡沫混凝土 ， 两相之间导热性能差异为 ： M - k c ( 1 6 ) 则修正的分散相体积含量为： 一 _厂 ( ， M) ( 1 7 ) 结合式( 1 5 ) 、 式( 1 7 ) 得到经过修正后的两相复合材料热 阻为： R 一 = + ( 1 8 ) k + ( k d 一 是 ) le e 其中， 本研究提出一个分散相体积含量的修正方程为 ： 声 -= ( 1 9 ) 式( 1 9 ) 中 t 需要通过与试验数据拟合得到。 3 泡 沫 混 凝 土 导 热 系数 试 验 数 据 的 验 证 与 研 究 利用经推导得到 的导热 系数模型对周顺鄂等 8 的泡沫 混凝土试验结果进行验证与研究。 周顺鄂等通过研制系列不同体积密度 的泡沫混凝土 ， 测 试 了泡沫混凝土的气孑 L 率和导热系数。该研究 中泡沫混凝 土所用材料包括普通硅酸盐水泥 、 粉煤灰 、 聚丙烯纤维、 减水 剂、 速凝剂以及发泡剂 ， 试验配合 比如表 1 所示。 表 1 泡沫混凝土配合比 。 Ta b l e 1 M i x p r o p o r t i o ns o f f o a me d c o n c r e t e _ 8 _ 水泥 7 7 2 O 3 0 5 0 6 l 0 3 5 当空气温度 为 2 0 C时， 其导热 系数 为 0 0 2 5 9 W ( m K) ； 当不加泡沫水泥浆体硬 化后的体积密度 为 2 1 0 6 k g m3 时， 其导热系数为 0 9 9 7 W ( m K) ， 二者导热系数之 比为 3 8 5 。采用 D RY - 3 0 0 F导热系数测定仪对试样进行测试 ， 测 首先利用 式( 1 1 ) 计算泡沫混凝土 的导热系数 ， 可 以预 料 ， 当气孔率即分散相体积含量 大于 0 6 6 7时， 是得 不到导 热系数值的。因为 C h e n g - Va c h o n公式推导 中， 分散相的体 积含量不能超过 0 6 6 7 ， 所以不经过修 正， C h e n g Va c h o n公 式无法直接用于计算泡沫混凝土的导热系数。 再利用式( 1 5 ) 计算泡沫混凝土的导热系数 ， 由图 2 可 以 看到误差仍然很大 ， 原因是推导过程 中只涉及到分散相 的体 积含量， 并未考虑分散相即气孔 的分布、 形状、 两相导热 系数 差异等因素对复合材料传热 的影响。所 以需要对分散相 的 体积含量进行修正 ， 利用式 ( 1 9 ) 加入这些影响。需要指 出的 是， 式( 1 9 ) 并不是唯一的， 这也是需要进一步研究的问题。 昌 曲 图 2 试验结果与模型计算结果 Fi g 2 Co mp a r i s o n b e t we e n t h e o r e t i c a l a n d e x p e r i m e nt a l r e s u l t s 利用式( 1 8 ) 、 式 ( 1 9 ) ， 并与实验数据进行最小二乘拟合。 由图 2 可以看到 ， 当 f 一3 时 ， 修正后的模型可以准确预测泡 沫混凝土的导热系数 。因此， 本研究所推导 的导热系数模型 是有效的。 4 结论 本研究在 C h e n g - Va c h o n公式基础上改进了其在分散相 体积含量较大时无法计算 的问题 ， 并在考虑泡沫混凝土复杂 传热机理的基础上 ， 提 出分散相 的修正体积含量 ， 继而推导 出新的导热系数公式 。通过与试验数据的对 比， 证 明新的导 热系数公式对预测 泡沫混凝土导热 系数是有效 的。 同时 ， ( 下 转 第 1 5 2页) 1 5 2 材料导报 B： 研究篇 2 0 1 1 年 1 0月( 下) 第 2 5卷第 1 0期 参考文献 l Ko n g M ，Z h a o W J ，W e i L，e t a 1 I n v e s t i g a t i o n s o n t h e mi c r o s t r u c t u r e a n d h a r d e n i n g me c h a n i s m o f Ti N S i 3 N4 n a n o c o mp o s i t e c o a t i n g s r J J P h y s D： Ap p l P h y s ， 2 0 0 7 ， 4 0 ： 2 8 5 8 2 Ve p r e k S，Ni e d e r h o f e r A，Mo t o KC o mp o s i t i o n，n a n o s t r u - c t u r e a n d o r i g i n o f t h e u l t r a h a r d n e s s i n n c - Ti N a - S i 3 N 4 a - a n d n c Ti S i ，n a n o c o mp o s i t e s wi t h HV 一 8 0 t o 1 0 5 GPa _ lJ S u r f Co a t T e c h n ， 2 0 0 0 ， 1 3 3 1 3 4 ： 1 5 2 3 Z h a n g R F， Ar g o n A S， Ve p r e k S El e c t r o n i c s t r u c t u r e ， s t a b i l i t y，a n d me c h a n i s m o f t h e d e c o h e s i o n a n d s h e a r o f i n t e r f a c e s i n s u p e r h a r d n a n o c o mp o s i t e s a n d h e t e r o s t r u c t u r e s E J P h y s R e v B， 2 0 0 9 ， 7 9 ： 2 4 5 4 2 6 4 Li u X，Go t t wa l d B，Wa n g C，e t a 1 Th e b a s i c s t r u c t u r e o f Ti S i N s u p e r h a r d n a n o c o mp o s i t e c o a t i n g s ：Ab i n i t i o s t u d i e s J Hi g h P e r f o r ma n c e C o mp u t i n g SCi E n g ， 2 0 0 8 ， 2 ： 1 1 7 5 Xu Z H ，Yu a n L，S h a n D B，e t a 1 A mo l e c u l a r d y n a mi c s s i mu l a t i o n o f T i N f i l m g r o wt h o n T I N( 0 0 1 ) J Co mp u t a t M a t e r S c i ， 2 0 1 1 ， 5 0： 1 4 3 2 6 S u n S h i y a n g( 孙士 阳) Th e r e s e a r c h o n s i mu l a t i o n o f Ti S - N s u r f a c e g r o wt h wi t h o f f - l a t t i c e KMC a n d p a r a l l e l c o mp u t i n g ( Ti - S i N表面生长过程的无格点 KN C仿真及相应并行 计算研究) D B a o t o u ( 包头) ：I n n e r Mo n g o l i a Un i v e r s i t y o f S c i e n c e& Te c h n o l o g y( 内蒙古科技大学) ， 2 0 0 8 7 吴兴惠， 项金钟 现代材料计算与设计教程 M 北京 ：电 子工业 出版社 ， 2 0 0 2 ： 1 5 4 、 p、 p p p 8 C h e n Qi a n g( 陈强 ) ， C a o Ho n g h o n g( 曹红红) ，Hu a n g Ha i b o( 黄海 波 ) A r e s e a r c h o n t h e i n t e r a t o mi c p o t e n t i a l i n mo l e c u l a r d y n a mi c s( MD)( 分子动力学 中势 函数研究 ) J J T i a n j i n I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g y( 天 津 理 工 学 院学 报 ) ， 2 0 0 4 ， 2 0 ( 2 ) ： 1 0 1 9 Ya n g L i u( 杨 柳 ) ，Z h e n g X i a o p i n g( 郑 小 平 ) ，KMC t e c h n i q u e o f c o mp u t e r s i mu l a t i o n o f t h i n - fi l m g r o w t h( I l l 计 算机 模拟 薄 膜 生 长 过 程 的 KMC方 法 ) J J Ga n s u N o r ma l Co l l e g e s( 甘肃 高师学报 ) ， 2 0 0 8 ， 1 3 ( 2 ) ： l 1 0 Hu Xi a o n me i ( 胡小 梅 ) ，Hu G u i h u a( 胡 贵 华 ) ，Z h u We n h u a( 朱文华 ) ，e t a 1 R e s e a r c h o n p a r a l l e l c a l c u l a t i o n s i mu l a t i o n a n d v i s u a l i z a t i o n o f g a i n p t h i n f i l m k mc g r o wt h ( Ga I n P薄膜 KMC生长并行计算 模拟与 可视化研 究) J Ac t a E n e r g l a e S o l a r i s S i n i c a ( 太 阳能学报) ， 2 0 1 0 ， 3 1 ( 3 ) ： 3 0 6 1 1 L u o Xu a n( 罗 旋 ) ，F e i We i d o n g( 费维 栋 ) ，Wa n g Y u mi n g ( 王煜 明) I n t e r a t o mi c p o t e n t i a l s i n s o l i d( 固体 中的原子 间 相互作用势)口 P h y s i c s( 物理) ， 1 9 9 7 ， 2 6 ( 1 ) ： 1 4 1 2 Wa n g Y u e h u a( 王月华 ) ， L i u Ya n x i a( 刘艳侠 ) ，Wa n g X u n ( 王逊 ) I n t e r a t o mi c p o t e n t i a l s i n me t a a n d a l l o y( 金属及 合金中的原子间相互作用势) J J L i a o n i n g Un i v e r s i t y ( 辽 宁大学 学报) ， 2 0 0 6 ， 3 3 ( 1 ) ： 2 4 1 3 L i u X J，B a s i c s t r u c t u r e a n d f o rm a t i o n me c h a n i s m o f Ti S i N s u p e r h a r d n a n o c o mp o s i t e c o a t i n g s D He i ms h e i m：D i s s e r t a t i o n o f Un i v e r s i t y S t u t t g a r t ，J o s t J e t t e r Ve r l a g ， 2 0 0 9 ( 责任编辑云哲) ( 上接 第 1 4 8页) 新模型的建立也有助于进 一步深入研究泡沫混凝土 的绝热 机 理 。 参考文献 1 Gi b s o n L J ， As h b y M F Ce l l u l a r s o l i d s ：S t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e s M C a mb r i d g e ：C a mb r i d g e Un i v e r s i t y P r e s s ， 1 9 97 2 Co l l i s h a w P G，Ev a n s J R GAn a s s e s s me n t o f e x p r e s s i o n s 3 4 f o r t h e a p p a r e n t t h e r ma l c o n d u c t i v i t y o f c e l l u l a r ma t e r i a l s J J Ma t e r Sci ， 1 9 9 4 ， 2 9 ( 1 2 ) ： 4 8 6 Ra g h a v a n V R，M a r t i n H M o d e l l i n g o f t wo - p h a s e t h e rm a l c o n d u c t i v i t y J C h e m E n g P r o c e s s ， 1 9 9 5 ， 3 4 ( 5 ) ： 4 3 9 L i Xi a n g y u( 李翔宇 ) ， Z h a o X i a o l o n g( 赵霄 龙) ， Gu o Xi a n g - y o n g( 郭 向勇 ) ， e t a 1 I n v e s t i g a t i o n s o n t h e r ma l c o n d u c t i v i t y o f f o a me d c o n c r e t e( 泡沫混凝土导热系数模 型研究)E J t j t t B u i l d S c i ( 建筑科学) ， 2 0 1 0 ( 9 ) ： 8 3 5 Ch e n g S C。Va c h o n R I Th e p r e d i c t i o n o f t h e t h e rm a l c o n d u c t i v i t y o f t wo a n d t h r e e p h a s e s o l i d h e t e r o g e n e o u s mi x t u r e r J I n t J He a t Ma s s T r a n s f e r ， 1 9 9 6 ， 1 2 ( 3 ) ： 2 4 9 6 S h o j i O k a mo t o ，Ha t s u o I s h i d a A n e w t h e o r e t i c a l e q u a t i o n f o r t h e rm a l c o n d u c t i v i t y o f t w o - p h a s e s y s t e ms J J Ap p l P o l y m Sci ， 1 9 9 9 ， 7 2 ( 1 3) ： 1 6 8 9 7 S i n g h K J ，S i n g h R，Ch a u d h a r y D RHe a t c o n d u c t i o n a n d a p o r o s i t y c o r r e c t i o n t e r m f o r s p h e r i c a l a n d c u b i c p a r t i c l e s i n a s i mp l e c u b i c p a c k i n g_ J J P h y s D：Ap p l P h y s ， 1 9 9 8 ， 3 1 ( 1 4 ) ： 1 6 8 1 8 Z h o u S h u n e( 周顺 鄂 ) ， L u Z h o n g y u a n( 卢 忠 远 ) ， Y a n Y u n ( 严 云 ) S t u d y o n t h e rm a l c o n d u c t i v i t y mo d e l o f f o a me d c o n c r e t e ( 泡 沫混凝 土导 热系 数模 型研 究) J Ma t e r Re v ： R e s ( 材料导报 ： 研究篇 ) ， 2 0 0 9 ， 2 3 ( 3 ) ： 6 9 ( 责任编辑云哲)