3ω微型探测器用于固体材料热导率的测量

传统3ω非对称模型的研究应用仅限于液体材料的热物性测量,本文应用3ω非对称模型基本原理开发了新型微型探测器。讨论了基于该方法测量液体与固体的精度问题,并分析了探测器金属带宽度、谐波信号频率范围、不同接触介质等对测量结果的影响。通过开展探测器结构参数与应用过程的优化,本文拓展了传统3ω非对称模型法,使之能够测量普通固体材料热导率。测量过程兼备结果准确(6%)、周期短、样品体积小、可重复多次使用等优点。     

3ω方法及其在纳米材料器件表征中的应用

阐明了3ω方法的机理，并在此基础上讨论了它的一些基本应用.利用3ω方法可以对具有优 良导热和导电能力的材料的热导率和热容进行测量；对不能导电的材料，固态的或液态的， 利用3ω方法能对它们的热导率进行测量.对测量中涉及到的热辐射问题的讨论表明，由于使 用的是小样品，热辐射造成的影响可以忽视.通过理论推导，使用二维隧穿结点阵并借助3ω 方法，可以给出一种性能良好的二维库仑阻塞测温法. 关键词： 3ω方法 热容（定压） 热导率 库仑阻塞     

二氧化硅纳米薄膜非平衡热导率研究

二氧化硅纳米绝缘薄膜的传热是靠声子在薄膜的振动实现的.声子在纳米薄膜结构中传输的非平衡性影响了薄膜的热导率,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,本文采用3ω方法分别测量低频率段和高频段的二氧化硅薄膜温升及二氧化硅薄膜的热导率,对二氧化硅薄膜的非平衡热导率进行了分析.     

用改良3ω方法测量聚合物的热导率

本文设计了用于测量高分子聚合物热导率的改良3ω方法.采用热压的方法将作为加热源和温度传感器的白金(Pt)丝压入待测材料中,利用基于LabVIEW设计的虚拟数字锁相放大技术采集热线两端的3ω电压信号.分析了系统中直流变阻箱感抗对测量结果的影响,在此基础上设计了不加变阻箱的测试系统,简化系统的同时提高了系统在高频下的适用性.最后,利用改进前后的系统在室温下测量了五种高分子聚合物的热导率,测试结果与参考文献值吻合较好,验证了两套系统的可行性.     

低温下用3ω法测量热导率的研究

3ω法是测量体材料和薄膜材料热导率的主要方法之一。低温真空条件下测量热物性往往受接触热阻以及加热器自热效应的影响比较大。文中针对低温下体材料热导率的测量,通过总结国内外近年来用3ω法测量热导率的主要研究成果,对如何选择合适的加热频率以减小这两方面所带来的影响做了一些研究,并指出了低温下用3ω法测量体材料热导率的进一步研究工作。     

多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料热导率研究

用Pt细丝代替已有3ω方法中的薄膜热线,并设计了基于Labview程序的虚拟测量系统,准确、方便地测量了聚丙烯复合材料的热导率. 测量结果发现,多壁碳纳米管/丁苯橡胶/聚丙烯三元复合材料的热导率随着多壁碳纳米管/丁苯橡胶粉末含量的增加变化不大;多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的热导率随着多壁碳纳米管含量增加而增大;复合材料热导率远小于简单混合规则预测的结果,而与有效介质理论符合很好. 关键词： ω法')" href="#">3ω法 多壁碳纳米管 聚丙烯复合材料 热导率     

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。     

PET回旋加速器内部束流测量探头热分析

 基于时域有限差分法（FDTD）对PET回旋加速器内部束流测量探头的热传导过程进行了数值模拟。定义了运动和固定两种探头测量模式,在辐射散热的条件下,分别研究了3种探头材料（铜、钽、钨）在两种模式下的表面最高温度和尾部温度随功率加载时间的变化。研究表明：运动模式下,3种探头材料没有明显的优劣,探头速度选为10 mm/s较为合适;固定模式下,由于铜材料具有高黑度、高热导率的优点,是设计探头的最佳材料。     

PET回旋加速器内部束流测量探头热分析

基于时域有限差分法（FDTD）对PET回旋加速器内部束流测量探头的热传导过程进行了数值模拟。定义了运动和固定两种探头测量模式,在辐射散热的条件下,分别研究了3种探头材料（铜、钽、钨）在两种模式下的表面最高温度和尾部温度随功率加载时间的变化。研究表明：运动模式下,3种探头材料没有明显的优劣,探头速度选为10 mm/s较为合适;固定模式下,由于铜材料具有高黑度、高热导率的优点,是设计探头的最佳材料。     

固体热导率测量仪的新发现

实验通过稳态法使用TC-3型固体热导率测定仪[1,9]的测量方法改变来测量海洋大气热导率,结构简单,误差更小,一机多用.通过改变加热铜盘A与散热铜盘B之间的距离,探究距离对大气热导率的影响,并与教材中介绍的气体热导率测定仪测量的大气热导率进行比较.     

利用液体夹心法测量LiF单晶高压热导率简

提出了液体夹心法热导率测量技术,采用CHBr3液体作为夹心材料实现了样品/窗口界面的理想接触,并将动载荷作用下的夹心法高压热导率实验测量压力下限拓展至40GPa,为绝缘介电晶体高温高压热导率测量提供了技术支持.实验利用平面碰撞和DPS测试技术,结合液体夹心法实测了LiF单晶高压热导率数据,对现有热导率理论模型进行了研究和探讨,结果显示,在γ/γ0=(ρ0/ρ)2时,修正后的Roufosse理论公式与实验数据符合较好,这一研究结果为非透明材料冲击波温度测量中的热传导修正提供了实验数据和理论模型.     

磁场对铁质类金属热导率影响的初步分析

通过使用TC-3型固体热导率测定仪测量外加磁场的铁质类金属圆柱的热导率,并采用控制变量法,从而探究磁场对固体热导率的关系,发现外加磁场与铁质类的金属热导率变化存在线性关系。     

利用液体夹心法测量LiF单晶高压热导率

提出了液体夹心法热导率测量技术, 采用CHBr3液体作为夹心材料实现了样品/窗口界面的理想接触, 并将动载荷作用下的夹心法高压热导率实验测量压力下限拓展至40 GPa, 为绝缘介电晶体高温高压热导率测量提供了技术支持. 实验利用平面碰撞和DPS测试技术, 结合液体夹心法实测了LiF单晶高压热导率数据, 对现有热导率理论模型进行了研究和探讨, 结果显示, 在γ/γ0=(ρ0/ρ)2时, 修正后的Roufosse理论公式与实验数据符合较好, 这一研究结果为非透明材料冲击波温度测量中的热传导修正提供了实验数据和理论模型。     

铁质类金属热导率改变的新发现

实验通过使用TC-3型固体热导率测定仪[1]来分别测量无加磁场金属圆柱和外加磁场金属圆柱的热导率,并采用控制变量法,来探究磁场对固体热导率的影响,发现外加磁场对铁质类金属的热导率有一定的影响。     

用于红外光谱分析的恒压光纤式衰减全反射探头

研制了一种能用于红外光谱分析及原位无损检测的恒压光纤式衰减全反射(ATR)探头。基于ATR技术,并配合恒压限位装置,将该探头与样品以恒定正压力接触,可显著提高样品吸收谱的测试可重复性,多次测量偏差小于5%。用该探头分析硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂中安定剂的质量分数,测量结果与已有报道相吻合并极大提升了测量的便捷程度。所研制的光纤式ATR探头可广泛用于需对已安装材料进行反复无损检测的场合。     

粉末和颗粒状二氧化硅气凝胶绝热材料的热导率测量

采用瞬态热带法在不同温度和不同压力下对粉末状及颗粒状SiO_2气凝胶的热导率进行了测量。采用低温氮气吸附法测量了样品的比表面积和介孔孔径分布。结果表明,两种被测样品的热导率随压力的变化规律相似,当压力约为1000 Pa时,热导率变化曲线会出现转折,当p1000 Pa时,热导率随压力的降低而减少缓慢,当p1000 Pa时,热导率下降很快。样品的热导率随环境温度的增加而显著增加,温度一定时,随平均孔尺寸的增大而增大。误差分析表明采用瞬态热带法测量时室温下的误差在3%以内。     

固体高分辨DNP CP/MAS探头的研制及DNP实验技术的探讨

介绍了自行研制的用于动态核极化实验的固体高分辨CP/MAS探头,给出了典型含自由基固体样品的DNP增强高分辨NMR谱.并对动态核极化实验中的技术问题进行了讨论,提出了相应的解决方法.     

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。     

改进核磁共振实验教学和装置的几点考虑

介绍对核共振教学实验所做的一些改进，包括采用均匀，高强度的永久磁铁，设计信噪比高，低功耗的探头以及对每一种样品采用独立探头，这些改进提高了测量精度并使学生能独立完成实验和观察到更多的观象。     

一种测量生物组织热导率的新方法

采用脉冲衰减法可以测量生物组织热导率。但是,Chen等人提出的脉冲衰减法采用了“点热源”假设,而实际测量时,探头有一定的几何尺寸,由此造成了测量时的模型误差。本文采用数值实验的方法对这一误差及其影响因素进行了分析。在此基础上,提出了一种考虑了探头尺寸影响的新的脉冲衰减法,推导出了其测量公式。采用已知热导率的工质进行了验证试验,实验测量结果证实了本文对原有测量方法误差的分析;同时也表明,采用本文提出方法可以将测量误差减小到5%以下。