王照亮
,
田霞
,
姚贵策
,
祝捷
,
唐大伟
工程热物理学报
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/Al2O3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A/lGaN/Al2O3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/Al2O3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.
关键词:
微纳米结构
,
界面热阻
,
双波长TDTR
,
宽频3ω法
王照亮
,
孙铭蔓
,
姚贵策
,
梁金国
工程热物理学报
纳米薄膜与基体之间的界面热输运是MEMS系统热管理和热设计的热点和难点.建立了频率扫描3ω法的热阻抗网络模型.利用频率-电流扫描3ω法和不同厚度薄膜试样得到单层纳米薄膜与基体之间的界面热阻.ZrO2、SiO2增透膜与基体之间的界面热阻分别为0.108 m2·K·MW-1和0.066 m2·K·MW-1.发现界面热阻与扫描频率无关,未发现界面热阻随膜厚变化的尺度效应.实验和理论分析表明,声子近界面效应在增透膜和基体界面的热输运过程中起主导作用.
关键词:
纳米薄膜
,
界面热阻
,
频率扫描3ω法
,
电流扫描3ω法
,
声子近界面效应
布文峰
,
唐大伟
,
周乐平
,
王照亮
,
贾涛
工程热物理学报
本文通过对层状结构材料表面受到周期热流作用时的一维及三维稳态热传导问题运用拉氏变换、Hankel变换、传输线理论和反积分变换进行理论解析,得到被加热点的温度响应,并将其与周期加热热流进行比较,得出两者位相差、振幅比对于复合结构的依存性,由此定义对比度,从而确定结构测量原理,为表面下热结构测量信号的反演提供理论依据和方法.
关键词:
光热测量技术
,
光热反射
,
拉氏变换
,
传输线理论
王照亮
,
唐大伟
,
郑兴华
,
布文峰
,
张伟刚
工程热物理学报
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.
关键词:
3ω法
,
导热系数
,
热容
,
碳纤维
王照亮
,
梁金国
,
唐大伟
工程热物理学报
首先给出基于谐波探测技术测量液体导热系数和热扩散系数的3ω线法的基本原理.采用实验和理论分析相结合的方法,分析了加热丝结构参数和自身热参数对温度波动和测量结果的影响.给出了加热丝直径和长度的合理范围.液体导热系数比较小时可以利用三次谐波的实部和虚部的交点测量液体的比热容.
关键词:
3ω线法
,
温度波动
,
三次谐波
,
热物性
王照亮
,
梁金国
,
唐大伟
工程热物理学报
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。
关键词:
3ω法
,
自然对流换热
,
导热
,
微细丝
王照亮
,
梁金国
,
唐大伟
工程热物理学报
基于谐波探测技术测量材料导热系数和热扩散系数的基本原理,给出3ω法用于多层纳米薄膜结构热物性实验表征的方法.考虑了层间接触热阻的作用,在频域内定义了热阻抗的概念.理论分析了各层纳米薄膜的导热系数、热扩散系数等热参数对加热膜温度波动影响的敏感性.将敏感系数与实验数据处理相结合,利用三次谐波的实部和虚部分量测量了ZrO2/SiO2增透膜多层膜结构中各层的导热系数和热扩散系数.该方法可用来有效表征其他微纳米结构的热性能.
关键词:
3ω法
,
多层纳米薄膜结构
,
热阻抗
,
热物性
