基于蓝宝石基底的3ω谐波探测器研制
[Abstract]:As one of the most basic properties of materials, thermal properties are the key parameters for the analysis, calculation and engineering design of specific thermal processes, and are also the basis for the development of energy technology. The measurement of thermal properties has always been the most basic and important requirement in material research. Traditional methods of measuring thermal properties, such as flash method, protective hot plate method and so on, can not meet the requirements of fast, accurate and universal measurement because of their limited conditions. In recent years, 3 蠅 method has been developed rapidly because of its wide range of application, many parameters and high precision, and has been widely used in the research of thermal physical properties measurement. Especially, the successful development of independent polyimide thin film detector greatly reduces the cost of measurement, simplifies the measuring steps and further widens the application range of the 3 蠅 method. Due to the existence of polyimide film and its low thermal diffusivity, the measured signals need to be passed through the film at a lower frequency to reach the sample. For phase-locked amplifiers, the lower the frequency, the longer the scanning time, which makes the whole measurement process very time-consuming. In order to solve this problem fundamentally, the sapphire material with high thermal diffusivity is selected from the selection of the substrate material of the independent detector. According to the penetration depth formula, to reach the same penetration depth, the higher the material thermal diffusivity is, the higher the required frequency is, and the shorter the scanning time is for the phase-locked amplifier, thus shortening the time consuming of the whole measurement process. At the same time, the sapphire Morse hardness is up to 9, second only to diamond, which can protect the metal band detector and make the detector durable. In this paper, a one-dimensional thin film thermal conductivity model is selected to analyze the thermal conductivity of the test structure. The measuring device is treated as a two-layer structure. The upper layer is sapphire substrate and the lower layer is the sample to be tested. At the same time, the heat loss in the sapphire substrate was calculated by matlab software, and the effective heat flux ratio was obtained. We test a range of standard samples, such as plexiglass, quartz glass, stainless steel, aluminum and copper. It is proved by experiments that sapphire as substrate material can reach the sample quickly, thus shortening the time consumed in the measurement process. At the same time, from the completion of fabrication to the end of the test a long time, the detector did not break, broken and other damage, than the polyimide film detector is more durable.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB302
【共引文献】
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,本文编号:2415833
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