液体氦-3的热导率性质

揭示了低温流体~3He的热导率在液态区随温度和压力两个状态参数变化的反常规律。综合该反常规律以及热导率在临界点附近的突变特性,首次提出了~3He在0.003 K至临界温度3.3157 K温区内完整的饱和线热导率方程以及压力高至20 MPa的压缩液相区热导率方程。方程计算值与实验数据相对偏差小于±1.5%,与高精度实验数据偏差小于±0.4%,并且在极低温条件下光滑过渡为由量子理论预测的理论极限.     

高温超导体Hg0.9Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8+δ的热导

测量了高温超Ｈｇ０．９Ｔｌ０．２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ８＋δ的热导率,温度范围为２０～３００Ｋ。在超导转变温度Ｔｃ以下观察到热导率明显的增加。在６５Ｋ（～０．５Ｔｃ）附近,超导体的热导率表达到了一个宽的极大,热导率的极大值为的１．６倍。用正常态电子散射的模型对实验结果进行了拟合。     

α-Al_2O_3介孔材料导热特性的模拟

本文针对α-Al2O3有序介孔材料的导热特性开展分子动力学模拟分析.提出了一种保证电中性的孔道结构构造方法;采用逆非平衡分子动力学方法(muller-plathe法),选取Matsui势为作用势,模拟计算了Al2O3介孔晶体材料在不同环境温度下沿孔道轴向方向的热导率;并借助全面实验分析法,设计了模拟条件,以考察孔径和孔隙率对热导率的影响.模拟结果显示:介孔Al2O3热导率先随温度的升高呈上升趋势,并在200—400 K之间取得极值;而后在400—1400 K范围内,热导率随温度的升高几乎呈线性下降.孔隙率一定时,随孔径增大,介孔Al2O3材料比表面积降低,界面散射的抑制作用减弱,使材料热导率略有上升;孔径一定时,随孔隙率上升,孔道壁面声子数减少,材料热导率下降明显;相对于孔径因素,材料孔隙率对声子导热影响更大.     

不良导体热导率测量实验装置研究

不良导体热导率测量实验装置研究朱肖平（重庆后勤工程学院６３００４２）在不良导体热导率测量时，主要误差来自对传热率或散热率的测得过程中，本文介绍新的实验装置研究，力求减少这类系统误差，使得测量结果稳定可靠，突出物理思想．图１为实验装置图，其中Ａ为加热盘...     

热波理论的应用--良导热体热导率的动态法测量

介绍了根据热波理论用动态法测量导体热导率的实验．其特点是当热量在样品中传播时,样品中各点的温度不像稳态法那样必须保持恒定．只要给定适当边界条件,样品上各点温度均可随时间作简谐变化,利用这种变化可计算出样品材料的热导率。     

纳米流体热导率和粘度的分子动力学模拟计算

本文采用分子动力学(MD)模拟来计算纳米流体比较重要的热物性:热导率和粘度,与已有实验结果比较符合 较好,为进一步研究纳米流体传热效率提供了依据。     

基于量子修正的石墨烯纳米带热导率分子动力学表征方法

本文提出了基于量子修正的非平衡态分子动力学模型,可用于石墨烯纳米带热导率的表征.利用该模型对不同温度下,不同手性及宽度的石墨烯纳米带热导率进行了研究,结果发现:相较于经典分子动力学模型给出的热导率随温度升高而单调下降的结论,在低于Debye温度的情况下,量子修正模型的计算结果出现了反常现象.本文研究还发现,石墨烯纳米带的热导率呈现出明显的边缘效应及尺度效应:锯齿型石墨烯纳米带的热导率明显高于扶手椅型石墨烯纳米带;全温段的热导率及热导率在低温段随温度变化的斜率均随宽度的增加而增大.最后,文章用Boltzmann声子散射理论对低温段的温度效应及尺度效应进行了阐释,其理论分析结果说明文章所建模型适合在全温段范围内对不同宽度和不同手性的热导率进行精确计算,可为石墨烯纳米带在传热散热领域的应用提供理论计算和分析依据.     

测量热导率的热线法及提高精度的措施

测量热导率的热线法及提高精度的措施乔双（东北师范大学物理系，长春１３００２４）一、前言热导率的测量作为热学实验中的基本实验，许多高等院校都已开设．通常采用的测量方法有两种，即稳态法［１］和动态法［２］稳态法实验要求严格，不易测准。相比之下，动态法改善...     

Nd0．3Sro．7Mn1-xCrxO3（0．01≤x≤0．15）的低温热导率研究

报道Nd0．3Sro．7Mn1-xCrxO3（0．01≤x≤0．15）的热导率在10-300K温区内随温度和Cr含量的变化关系,在所测温区，随着Cr掺杂的增加，样品热导率值整体上逐渐减小，但在x=0．15时，出现反弹．热导率值在绝缘体-金属转变附近有很大提高，这个提高随Cr含量的增加逐渐被压制，直到x=0．15消失．分析指出热导率在绝缘体-金属转变附近的提高是由声子热导率和自旋相关热导率两部分贡献的；Cr掺杂通过电荷、晶格和自旋相互作用影响和制约了热导率随温度的变化,结果表明体系中自旋对热导率的调制作用是不可忽略的。     

橡胶盘厚度在固体热导率测量实验中的探究

实验通过使用YBF-2型热导率测定仪测量不同厚度橡胶盘的热导率,并采用控制变量法,从而探究橡胶盘厚度对固体热导率测量的影响,发现橡胶盘越厚,热导率测量值的误差越大。所以在做固体热导率的实验时橡胶盘的厚度越薄越好。     

应力对石墨烯热输运性质影响的分子动力学模拟

本文建立了低维薄膜材料导热模型,运用非平衡分子动力学模拟的方法,利用lanmmps软件对单层石墨烯纳米带的导热特性进行仿真分析,根据Fourier定律计算热导率,再对石墨烯纳米带的原子施加一定耦合应力场,把应力耦合作用下的石墨烯热导率与正常的石墨烯纳米带进行了对比研究,模拟数据结果表明:在石墨烯纳米带上施加耦合应力时,会导致石墨烯纳米带热导率升高,且随应力增加而增大,模拟范围内热导率升高2.61倍,并且应力方向会对热导率变化产生一定影响,这个研究为纳米尺度上石墨烯相关研究和进一步提升热导率提供了新思路.     

固态金属中声子热传递的分子动力学模拟研究

固态金属中的热传递是声子和自由电子共同作用的结果。自由电子引起的热导率可以通过电导率,利用Wiedemann-Franz定律得到,声子引起的热导率目前仍然不能进行实验测量,只能借助其他方法来研究。本文采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,用镶嵌原子方法(EAM)势能模型,模拟计算了不同厚度(1.760-10.56nm)金属镍薄膜中由于声子-声子作用引起的热导率。然后根据纳米厚度金属薄膜的热导率借助关联式推到宏观尺度下由于声子-声子作用引起的热导率。结果表明,对于纳米厚度金属薄膜,由于声子-声子作用引起的热导率比块体金属镍的热导率小一个数量级;薄膜厚度越小,声子-声子作用引起的热导率越小;对于块体金属镍,由于声子-声子作用引起的热导率约占其总热导率的33.0%左右。     

水基ZnO纳米流体电导和热导性能研究

利用水热法生成了形状规则、粒径均匀的球形ZnO纳米颗粒, 并超声分散于水中, 制备得到稳定的水基ZnO纳米流体. 实验测量水基ZnO纳米流体在体积分数和温度变化时的电导率, 并测试室温下水基ZnO纳米流体在不同体积分数下的热导率. 实验结果表明, ZnO纳米颗粒的添加较大地提高了基液(纯水)的热导率和电导率, 水基ZnO纳米流体的电导率随纳米颗粒体积分数增加呈非线性增加关系, 而电导率随温度变化呈现出拟线性关系; 纳米流体的热导率与纳米颗粒体积分数增加呈近似线性增加关系. 本文在经典Maxwell热导模型和布朗动力学理论的基础上, 同时考虑了吸附层、团聚体和布朗运动等因素对热导率的影响, 提出了热导率修正模型.将修正模型预测值与实验值对比, 结果表明修正模型可以较为准确地计算出纳米流体的热导率. 关键词： 水热法 电导率 热导率 热导模型     

金属纳米颗粒的热导率

本文使用统计模拟方法对金属纳米颗粒的电子平均自由程进行了计算,并考察了纳米颗粒的晶格比热和声子平均群速度,最后应用动力学理论对纳米颗粒的电子热导率和声子热导率分别进行了求解.研究结果表明:具有相同特征尺寸的方形、球形纳米颗粒的无量纲电子(或声子)平均自由程比较接近.金属纳米颗粒的电子热导率远大于声子热导率;电子、声子热导率随着直径减小呈现降低趋势,而电子热导率的颗粒尺度依赖性比声子热导率更为明显;随着颗粒直径进一步减小,声子热导率与电子热导率趋于同一数量级.当纳米颗粒特征尺寸大于4倍块材电子(或声子)平均自由程,其电子(或声子)热导率的颗粒尺度依赖性将减弱.     

氮化硅纳米薄膜非平衡热导率实验研究

3ω实验方法是一种可以对薄膜热导率进行瞬时测量的方法。根据3ω方法测试原理,搭建了薄膜导热系数测试平台,并且分别测试低频率段和高频段薄膜与基底的温升以及薄膜热导率。测试结果表明:Si3N4薄膜的热导率随温度的升高而增大;高频段下,热导率受频率影响大,误差大;在低频段下薄膜热导率与频率变化基本无关;基于电子与声子的局部热平衡运输方程假设,S i3N4薄膜的热导率具有极度非平衡性;通过比较电阻、热导率与温度的关系可以看出加热器的尺寸大小会影响薄膜的热导率,最佳加热器的宽度选用20μm左右。     

考虑界面散射的金属纳米线热导率修正

理论分析了声子和电子输运对Cu, Ag金属纳米线热导率的贡献. 采用镶嵌原子作用势模型描述纳米尺寸下金属原子间的相互作用, 应用平衡分子动力学方法和Green-Kubo函数模拟了金属纳米线的声子热导率; 采用玻尔兹曼输运理论和Wiedemann-Franz定律计算电子热导率; 并通过散射失配模型和Mayadas-Shatzkes模型引入晶界散射的影响. 在此基础上, 考察分析了纳米线尺度和温度的影响. 研究结果表明: Cu, Ag纳米线热导率的变化规律相似; 电子输运对金属纳米线的导热占主导地位, 而声子热导率的贡献也不容忽视; 晶界散射导致热导率减小, 尤其对电子热导率作用显著; 纳米线总热导率随着温度的升高而降低; 随着截面尺寸减小而减小, 但声子热导率所占份额有所增加. 关键词： 纳米线 热导率 表面散射 晶界散射     

Homotopy perturbation method for fin efficiency of convective straight fins with temperature-dependent thermal conductivity

In this Letter, the homotopy perturbation method (HPM) has been used to evaluate the efficiency of straight fins with temperature-dependent thermal conductivity and to determine the temperature distribution within the fin. The fin efficiency of the straight fins with temperature-dependent thermal conductivity has been obtained as a function of thermo-geometric fin parameter and the thermal conductivity parameter describing the variation of the thermal conductivity. The results reveal that homotopy perturbation method is very effective and simple. The resulting correlation equations can assist thermal design engineers for designing of straight fins with temperature-dependent thermal conductivity.     

Influence of chirality on the thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes

The influence of chirality on the thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes(SWNTs) is discussed in this paper, using a non-equilibrium molecular dynamics(NEMD) method. The tube lengths of the SWNTs studied here are 20, 50, and 100 nm, respectively, and at each length the relationship between chiral angle and thermal conductivity of a SWNT is revealed. We find that if the tube length is relatively short, the influence of chirality on the thermal conductivity of a SWNT is more obvious and that a SWNT with a larger chiral angle has a greater thermal conductivity. Moreover, the thermal conductivity of a zigzag SWNT is smaller than that of an armchair one. As the tube length becomes longer, the thermal conductivity increases while the influence of chirality on the thermal conductivity decreases.     

纳米多孔氩薄膜热导率的分子动力学模拟

利用经典的Lennard-Jones势能模型,采用分子动力学模拟方法研究纳米多孔氩薄膜热导率.结果表明,纳米多孔氩薄膜热导率明显小于同温度下纯纳米氩薄膜热导率,并且孔隙率越大热导率减小越多.借助基于并联方法的有效热导率模型,对纳米多孔氩薄膜的热导率随孔隙率的变化进行解释.模拟结果还发现,薄膜内的多孔分布对薄膜的热导率有影响.     

Molecular dynamics simulation of decomposition and thermal conductivity of methane hydrate in porous media

The hydrate has characteristics of low thermal conductivity and temperature sensitivity. To further analysis the mechanism of thermal conductivity and provide method for the exploitation, transportation and utilization of hydrate, the effect of decomposition and thermal conductivity of methane hydrate in porous media has been studied by using the molecular dynamics simulation. In this study, the simulation is carried out under the condition of temperature 253.15 K-273.15 K and pressure 1 MPa. The results show that the thermal conductivity of methane hydrate increases with the increase of temperature and has a faster growth near freezing. With the addition of porous media, the thermal conductivity of the methane hydrate improves significantly. The methane hydrate-porous media system also has the characteristics of vitreous body.With the decrease of the pore size of the porous media, thermal conductivity of the system increases gradually at the same temperature. It can be ascertained that the porous media of different pore sizes have strengthened the role of the thermal conductivity of hydrates.