应用激光闪光法测定半导体融体的热扩散率

本文开发了半导体融体的热扩散率的测量装置。通过引入石英玻璃试样容器将激光闪光法扩展到适合于融体试样。首先在实验及理论上研究了石英玻璃层对试样的热辐射及温度相应的影响,结果发现在室温以上温度范围,石英玻璃层的存在只减小红外辐射探测器的信号幅度但不改变时阃变化历程。由闪光法的原理,包含石英玻璃层的复合试样则可以作为单层试样处理。根据这一原理,我们首次对三元红外半导体融体In1-xGaxSb在不同组分时,温度范围800K至1200 K的热扩散率进行了测量。     

光热反射技术测量表面下微尺度热结构

采用周期半导体激光为加热源,连续半导体激光为探测光,光学显微镜物镜聚光,应用稳态的光热反射探测技术得到相应于表面温度响应的周期反射信号,建立一套5～10微米分辨率的实验室用测试系统.利用光刻的形式,制作了掩埋在金属表面下si基体中的SiO2的图形,分别使用不同频率对其进行-维扫描,在合适的频率下得到被埋藏物的信息,实现微米量级简单结构复合试样的热结构测量.     

压力与流量对喷雾冷却换热特性的影响

本文是在封闭式喷射腔内,以一次蒸馏水作为工质,结合本文所给出的喷嘴高度 H 与有效流量 G' 相互关系的理论模型,对微喷嘴的工质入口压力 P 和工质有效流量 G' 对喷雾冷却的换热特性的影响进行了实验研究.研究结果表明,入口压力 P 对换热效果的影响非常小,而有效流量 G' 对换热效果的影响很大,并且存在一个能使换热效果达到最好的有效流量值.     

远程热输运管路对发热体表面温度影响的实验研究

本文对被动式相变冷却系统中远程蒸汽热输运管路对发热体表面温度的影响进行了实验研究。通过研究发现发热体的发热功率、蒸汽管路的几何尺寸、倾斜角度等参数对发热体表面的温度有很大的影响。在本文的实验范围内,为了降低发热体表面的温度,应尽量减小蒸汽的流动阻力,即减小蒸汽管路的长度和管径,增加其倾斜角度。在实际的冷却系统设计过程中,应系统地考虑这些因素的影响,从而更好地优化冷却系统的设计。     

3ω法研究微尺度下铂丝自然对流换热

建立了测量微细丝表面空气自然对流换热系数3ω法模型。利用3ω法测量了直径为10.6μm水平和垂直方向铂丝表面室温下的空气换热系数。水平和垂直铂丝产生的三次谐波比较接近,结果说明,微尺度下空气的自然对流换热以导热为主,自然对流作用可以忽略。基于3ω线法原理,引入形状因子并提出了微尺度下铂丝表面换热系数的理论计算模型。空气自然对流换热系数远大于大尺度下的值,主要原因是铂丝的面积体积比值大。     

3ω方法测量各向异性SiC晶体的导热系数

碳化硅晶体具有很高的导热系数，能够在高温下操作，作为有希望用于微电子机械系统的材料，引起了人们的广泛关注。本文使用3ω方法测量了各向异性材料碳化硅晶体三个不同方向的导热系数。在碳化硅晶体样品的表面布置三个位置不同，一定尺度和形状的微型Au金属探测器。每个微型Au金属探测器的温度波动情况包含样品不同方向的热信号。根据谐波...     

5kW太阳模拟器与斯特林发动机吸热器的辐射换热特性研究

以设计的5 kW太阳模拟器为光源,加热斯特林发动机的吸热器.首先以蒙特卡洛光线追迹法确定太阳模拟器与斯特林发动机吸热器间辐射热流分布,然后将辐射热流分布的计算结果以边界条件形式传递给CFD模型,对吸热器的温度分布特性进行数值计算;吸热器壁面温度采用安捷伦数据采集仪及热电偶温度计进行测试,吸热器壁面温度数值模拟结果与实验...     

Al/GaN/Al_2O_3微纳米多层结构界面热阻实验重构

通过GaN基微纳米器件中纳米尺度界面的热输运成为微系统热管理和热设计的热点和难点,而通过GaN/Al_2 O_3之间界面热阻尚未测试。首先采用双波长TDTR方法测量了Al膜与GaN薄膜之间的界面热阻,然后借助热阻抗网络和参数敏感性分析,利用宽频3ω法对Al/GaN/Al_2 O_3多层薄膜结构内部界面热阻进行实验重构。两种方法测量的GaN/Al_2 O_3之间界面热阻量级相同,相互验证了测试结果的合理性。两种方法结合可实现微纳米多层结构多个热物性参数的精细描述。     

Interfacial thermal resistance between high-density polyethylene （HDPE） and sapphire

To improve the thermal conductivity of polymeric composites, the numerous interfacial thermal resistance （ITR） inside is usually considered as a bottle neck, but the direct measurement of the ITR is hardly reported. In this paper, a sandwich structure which consists of transducer/high density polyethylene （HDPE）/sapphire is prepared to study the interface characteristics. Then, the ITRs between HDPE and sapphire of two samples with different HDPE thickness values are measured by time-domain thermoreflectance （TDTR） method and the results are -- 2 × 10-7 m2.K.W-1. Furthermore, a model is used to evaluate the importance of ITR for the thermal conductivity of composites. The model＇s analysis indicates that reducing the ITR is an effective way of improving the thermal conductivity of composites. These results will provide valuable guidance for the design and manufacture of polymer-based thermally conductive materials.     

高温热管声速极限的实验研究与理论分析

高温热管是公认的被动式高温传热器件,以及明显高于相同几何尺寸金属材料的当量导热率,使其成为研究热点,并具有广泛的应用前景。在高温热管的蒸汽流动中,当喉部流速达到声速后,会出现声速传热极限,主要表现为冷凝段温度持续降低,传热量停滞不增,以及蒸汽的阻塞状态。本文设计、制备了高温热管传热器件,以高频感应方式为热源,盘管式水冷套为冷源,搭建了可以定量测试高温热管声速极限的实验台,并应用理论模型进行了验证。实验测试了高温热管在高热流加热条件下的冷态启动过程,以及稳态传热状态下的温度、热流等基本物理量,并对此进行了理论分析。实验结果表明:长径比、加热热流、工作温度是影响高温热管声速极限的主要因素。