碲化铋取向纳米柱状薄膜热导率测量

将热电材料制作成纳米柱状薄膜结构是一种理论上能有效降低热导率、从而大幅提升热电优值的操控手段。但是随之而来的问题是纳米柱状薄膜热导率的精确获取困难,因为常规的热物性测试手段已无法适用于该类表面多孔、厚度为微米量级结构热输运特性的表征。本文提出利用3ω方法可实现Bi_2Te_3取向纳米柱状薄膜热导率实验表征的测量结构,并且获得了纳米柱状薄膜的热导率和热扩散率值。该方法有望用于微米厚纳米柱状薄膜结构热输运性能的实验评价。     

垂直生长碳纳米管阵列法向导热系数测量

本文使用3-omega方法对一种由垂直于石英玻璃表面生长的碳纳米管阵列组成的界面材料法向导热系数进行了测量。针对样品结构,提出一种一维简化模型,使用了等效热抗的概念对实验数据进行拟合,计算得到室温条件下(300K)本实验所用样品的导热系数约为17 W/(m·K)。分析了可能造成碳纳米管阵列导热系数偏小的各种因素。     

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...     

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.     

相变微胶囊的热导率测量

提出应用3ω谐波探测技术进行脲醛树脂-石蜡相变微胶囊的等效热导率测量方法。测试了跨越相变温度区间的微胶囊等效热导率,分析了等效热导率随温度的变化关系。在其相变温度区间内,热导率存在极大值,该极值点对应的温度与其相变温度峰值一致。同样温度下,降温时的等效热导率略小于升温,这主要是由降温时相变材料的过冷引起。     

碳纳米管纤维及薄膜的热导率和热扩散率研究

宏观碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)薄膜的成功制备是发展有机热电材料的一个重要方向。由于CNT薄膜厚度仅为200 nm且多孔、粗糙度大,对其热学特性表征极为困难。本文提出应用3ω技术测量由单壁(Single-walled,SW)CNT薄膜卷曲成的宏观纤维的热导率和热扩散率,讨论了卷曲层数对结果的影响及估算薄膜面向热导率和热扩散率的思路。所研究的两个SWCNT薄膜的面向热导率为3.4 W/(m·K)和2.0 W/(m·K),热扩散率为24 mm~2/s和21mm~2/s。结果表明SWCNT薄膜将为发展低成本有机热电材料领域做出贡献。     

具有独立探头的3ω技术测量固体热导率

设计并制作了一种适用于3ω技术的独立探头.提出了利用基于这种独立探头的3ω技术进行固体热导率测量的原理和方法.与传统3ω技术相比,基于独立探头的3ω技术具有探测器使用寿命长、不再对样品表面有光滑要求的优势,并且实现了对样品热导率的无损测量.对几种标准样品的热导率进行测试的结果表明,基于独立探头的3ω技术在表征块状固体及...     

3ω法测量单根碳纤维导热系数和热容

考虑环境热损失,建立了单根碳纤维沿轴向的导热方程,得到了碳纤维热参数与交流加热信号的频域特性之间的关系.建立了适用于微细导电线或丝的3ω测试系统.利用3ω方法同时测量了单根碳纤维沿轴向的导热系数和热容.在室温下测量了Pt丝的导热系数和热容,验证了建立的实验系统的合理性,利用该方法测量的直径为7 μm单根碳纤维沿轴向的导热系数和热容分别为84.35 W·m-1·K-1和1.19 MJ·m-3·K-1.给出了实验测量的不确定度分析.建立的实验系统可用于单根碳纳米管或导电纳米线热参数的表征.