聚合物换热器有效地避免了传统金属换热器的腐蚀和结垢问题,但聚合物的导热性能差,限制了其推广应用。将导热填料添加入聚合物基体中形成导热复合材料,是提高聚合物导热性能的最好选择。然而导热填料改性的聚合物在低填料含量下,复合材料的导热性能不高;在高填料含量下,虽然导热性能显著提高,但材料的综合力学性能急剧下降。在复合材料中构建导热网络,可以实现高性能导热复合材料的制备。但是,目前对导热网络的实验和理论研究忽视了填料接触的定量研究,造成导热网络的热传输效率不高,理论模型的预测结果不准。本课题重点研究填料接触现象以及填料形状不同对复合材料导热性能的影响,研究成果可以指导高性能导热复合材料的制备。结果表明,随着填料体积含量的增加,导热复合材料的相对导热系数总体呈上升趋势。对于球形填料来说,填料接触复合材料与填料不接触复合材料的相对导热系数增长趋势相似且在数值上相差不大,说明球形填料接触对复合材料导热性能的影响非常小。对于正方体填料、圆柱体填料以及圆片形填料复合材料来说,当填料接触且体积含量大于10%时,导热系数出现了激增,说明填料接触对导热复合材料导热性能的提升有明显的作用。即当体积含量达到10%左右,由填料构建的导热网络基本形成,这比以前报道的要低得多。当填料不接触时,复合材料导热系数随填料体积含量的增长呈线性增长,说明填料不接触复合材料的导热性能只与填料体积含量有关。四种不同形状填料的复合材料对比表明,无论填料接触还是不接触,圆片形填料>圆柱体填料>正方体填料>球形填料。通过数值模拟计算的结果与实验测试结果相对比发现,实验样品的导热性能高于正方体填料不接触复合材料,低于正方体填料接触复合材料。在体积含量达到10%左右也出现了导热系数的激增,并且相对导热系数的增长趋势也与正方体填料接触复合材料相似。说明了通过数值模拟计算可以较准确地预测导热复合材料的导热性能。