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离子聚合物导体网络复合材料理论
离子聚合物导体网络复合材料(IPCNC)是一种由负载离聚体网络和金属粒子网络组成的混合导体。众所周知，复合材料的微观结构，特别是电极的微观结构，在IPCNC的性能中起着主导作用。然而，在理论模型中很少涉及IPCNC的微观结构。本文通过考虑具有大分布界面面积的超级电容器样微结构，为IPCNC制定了连续介质场论。然后将该理论应用于薄板IPCNC驱动器的平衡变形和电化学研究。
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- xiao_wang的博客
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评论
不错的工作!
你好小,
感谢您发布了关于迷人材料ipcnc的新理论模型的有趣论文。我有一个关于你模型中控制方程的解的问题。
利用所提出的自由能函数W(e,c+，c-，q)，明确地得到了耦合本构关系。方程式。(7)(8))，力学平衡方程(4)可进一步导出为u,c+，c-的函数。在我的理解中，u、c+、c-和q是未知变量，但只给出了一个力学平衡方程(4)和两个物种守恒方程，这些条件似乎不足以解决所有的未知变量。
正如你在论文中解释的，等式。(4)和(5)采用COMSOL多物理场软件求解。在有限元中如何处理eq.(5) ?你能同时解出这四个物理量吗?
如果你能帮我回答这个问题，我将非常感激。
非常好的作品，谢谢分享!
问候,
联华
你好，联华，谢谢
嗨,莲花,
谢谢你对我们的工作感兴趣。我非常乐意回答你们的问题。
我们假设系统处处为电中性，Eqn(3)作为另一个约束条件，c+， c-和q不是自变量。由于这个IPCNC是一个电容器，所以两个电极上储存了等量的电荷，这是另一个隐藏的条件。然而，它自动满足强制中立。
在我们的代码中没有明确地处理Eqn(5)，而是简单地应用Eqn(6)作为弱形式，加上离子守恒(2个等式)和中性三个约束，则e, c+， c-同时求解。
如果你还有其他问题，请告诉我。
的问候。
肖
谢谢
嗨,小,更
清楚。谢谢你的澄清。结合一个
弱形式(eq(4))和三个约束条件可以给出四个
数量。
从
本文似乎将平衡方程eq(4)应用于整体均质化
模型。由于三层材料的微观结构不同IPCNC，材料性能参数和
状态方程可能彼此不同。
基于
开发的三层模型，我的理解是eq(4)的弱形式
仅应用于两个复合电极(固体样
材料)IPCNC。因为
离子分布在整个模型中，离子守恒(2等式)
而中立条件也应相应地适用于整体
域。所以我的另一个问题是如何处理中间的畴(离子
仅导电)你的tri-layer
模型?中间层的控制方程是什么
(液体状物质)?
谢谢,
联华
你好，联华，我是
嗨,莲花,
这是一个非常深刻的问题。一个简单的答案是，由于中间层没有双层能量的贡献，我们简单地去掉这一项，现在系统只是c+ c- e的函数。
这样做的物理意义在于，尽管我们假设中间层遵循与复合层相同的控制方程，但由于中间层中没有实际的电极连接到材料颗粒上，因此必须强制电极上的电荷为零。中间层的电极只是一个概念上定义的电势，并作为传输离子所做的电功的量度。
如果你还有其他问题，请告诉我。的问候。
肖
嗨，肖，非常感谢
嗨，肖，非常感谢你的解释。
在您的工作中，该模型是用有限元数值求解的。由于IPCNC的形状和边界规则，也可以通过清晰的平衡eq和边界条件进行解析求解。
干杯
联华
你好，联华，是的，如果
嗨,莲花,
是的，如果变形被阻挡，那么Eqn(7)和(8)是解耦的，我们实际上可以求解离子的浓度，并计算弯矩。然而，难点是:1.;非线性是必不可少的。如果线性化方程，就没有驱动。在这种情况下，我还不能得到任何接近形式的解。2.我们有几个不同的域(例如三层)，每个域都有一组这样的方程，并且解在域之间连接。因此，如何处理如此大量的耦合方程是一个实际问题。
的问候。
肖