编号：

名称： 三维轻质点阵材料

领域： 材料科学

成果形式：

投资额： 面议万

案例数： 0家

技术阶段： 小批量阶段

合作方式： 其他

轻质三维格栅材料WBK（Wire-woven Bulk Kagome）制成。WBK最初由韩国全南国立大学Kang Ki-Ju教授于2007年发明，相关研究成果最初发表在ActaMaterialia上，同时还获得了韩国、美国以及中国等多个国家多项专利授权。WBK是由六个定向线材在三维空间内以60度或120度角相互交叉编织制成，具有良好的机械性能和优良的热传导能力（见图1）。自2007年以来，关于此三维格栅结构的研究成果陆续发表在国际SCI期刊上，主要研究包括了WBK的机械强度、热传导以及批量制造等，2015年相关研究成果整理发表在Progress in Materials Science (影响因子31.08)。

对于WBK的摩擦系数的研究结果如下图2所示，其中摩擦系数f的大小表示介质阻力的大小，雷诺系数Re表示惯性力和流体粘性力的比值。雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性，流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。从图中可以得出，WBK的摩擦系数要比百叶散热片和波纹管高一点，但是要比其他常见的多种泡沫金属、Textilecores等多孔材料低得多。当雷诺系数小于15000时，由于B方向接触面积更大，所以摩擦系数较A方向大；当雷诺系数大于15000时，B方向的摩擦系数更小。

图2 WBK同其他已知多孔材料的摩擦系数

WBK的热传导性能如下图5所示，其中努赛尔数（Nu）表示对流换热强烈程度，又表示为流体层流底层的导热阻力和对流传热阻力的比。实验结果表明，WBK同其他典型多孔材料如泡沫金属等一样拥有优良的导热性能，比百叶散热片和波纹管等表现更好。这是因为WBK的单元结构均匀分布在空间中和其较大的表面积。由于开口面积比的差异，B方向的努赛尔数要略高于A方向。

图3 WBK 同其他已知多孔材料的热传导性能

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